NL8701820A - Inrichting voor spleetradiografie. - Google Patents

Description

. * " Λ VO 9268

Titel: Inrichting voor spleetradiografie

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor spleetradiografie omvattend een rontgenbron; een voor de rontgenbron geplaatst spieetvormig diafragma, dat in bedrijf een waaiervormige rontgenbundel vormt, waarmee een te onderzoeken lichaam althans deels kan worden afge-5 tast voor het vormen van een rontgenschaduwbeeld van het afgetaste deel van het lichaam op een achter het lichaam geplaatste rontgendetector; een stuursignaalgenerator, die tijdens bedrijf per sector van de waaiervormige rontgenbundel een de momentane transmissie van het lichaam representerend signaal verschaft aan besturingsmiddelen; bestuurbare ver-10 zwakkingselementen, die met het spleetdiafragma samenwerken en die onder besturing van door de besturingsmiddelen verschafte stuursignalen de waaiervormige rontgenbundel per sector kunnen beïnvloeden.

Een dergelijke inrichting is bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 84.00845. Volgens de uit de Nederlandse octrooiaanvrage 15 84.00845 bekende techniek wordt voor de regeling van de door de spleet diafragma op elk tijdstip doorgelaten hoeveelheid röntgenstraling gebruik gemaakt van nabij of in de spleet van het spleetdiafragma geplaatste verzwakkingselement en, die elk een sector van de waaiervormige rontgenbundel kunnen beïnvloeden en die afhankelijk van de in de bijbehorende sector 20 optredende, door het te onderzoeken lichaam veroorzaakte, verzwakking zodanig worden bestuurd, dat de verzwakkingselementen in meerdere of mindere mate in de rontgenbundel reiken. Indien de in eeiï bepaalde sector op een bepaald moment door het doorstraalde lichaam veroorzaakte verzwakking groot is wordt het bij die sector behorende verzwakkingselement ge-25 heel of grotendeels uit de rontgenbundel bewogen. Is daarentegen in een bepaalde sector een bepaald moment de door het lichaam veroorzaakte verzwakking gering, dan wordt het bijbehorende verzwakkingselement verder in de rontgenbundel gebracht.

Het voordeel van deze techniek is, dat daarmee geharmoniseerde 30 rontgenopnamen kunnen worden verkregen, dat wil zeggen röntgenopnamen, die zowel in de lichte delen als in de donkere delen korrekt belicht zijn. Indien derhalve op deze wijze bijvoorbeeld een opname wordt gemaakt van het bovenlichaam voor een patiënt kan de radioloog in één en dezelfde opname voldoende informatie vinden over zowel de longen als de abdomen 8701820 -2- ί van de patiënt» terwijl voordien voor het verkrijgen van dezelfde informatie twee verschillende opnamen nodig waren.

De bekende techniek heeft het bezwaar dat zowel voor transparante delen als voor opake delen van de patiënt in beginsel röntgenstraling 5 met dezelfde hardheid wordt gebruikt, terwijl voor de opake delen een relatief grotere hardheid van de röntgenstraling gewenst is dan voor de transparantere delen, teneinde in de opake delen een betere belichting en in de transparante delen een beter contrast te verkrijgen van het te vormen röntgenschaduwbeeld.

10 De uitvinding beoogt derhalve de bekende techniek te verbeteren, en in het algemeen een doeltreffende inrichting voor het maken van geharmoniseerde röntgenopnamen ter beschikking te stellen.

Hiertoe wordt volgens de uitvinding een inrichting van de beschreven soort gekenmerkt door middelen voor het op vooraf bepaalde wijze' 15 periodiek variëren van de hardheid van de waaiervormige röntgenbundel; en door middelen voor het gelijktijdig in trilling brengen van alle ver-zwakkingselementen, welke trilling op elk moment is gesuperponeerd op de door de stuursignalen bepaalde momentane stand van elk verzwakkings-element, een voorafbepaalde amplitude heeft die kleiner is dan de hoogte 20 van de spleet van het spleetdiafragma, en synchroon is met de periodieke hardheidsvariatie, zodanig, dat elk verzwakkingselement de röntgenbundel het meest beïnvloedt op de momenten dat de hardheid het grootst is.

In het volgende zal de uitvinding nader worden beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekening.

25 Fig. 1 toont schematisch een voorbeeld van een inrichting voor spleetradiografie, waarbij de uitvinding is toegepast; fig. 2 toont een periodiek variërende voedingsspanning voor een röntgenbuis; fign. 3 en 4 illustreren schematisch een dwarsdoorsnede van een 30 spleetdiafragma met een enkel verzwakkingselement in verschillende standen; en fig. 5 toont een variant van fig. 3 en fig. 4.

Fig. 1 toont schematisch een voorbeeld van een inrichting voor spleetradiografie, omvattend een röntgenbron 1, een voor de röntgenbron 35 geplaatst spleetdiafragma 2, en een röntgenscherm 3. Het spleetdiafragma 2 laat een waaiervormige röntgenbundel 4 met relatief geringe dikte door.

8701820 -3- ·» ‘ ir

In bedrijf worden de röntgenbron en/of het spleetdiafragma zodanig bewogen, dat de röntgenbundel 4 de röntgendetector 3 aftast. Hiertoe kan bijvoorbeeld de rontgenbron tezamen met het spleetdiafragma om een zich dwars op het vlak van tekening, door het röntgenfocus f uitstrekkende as 5 worden gezwenkt, zoals aangegeven met een pijl 5. Indien zich tussen de rontgenbron en de rontgendetector een te doorstralen lichaam 6 bevindt kan op deze wijze van (een deel van) het lichaam 6 een röntgenopname worden gemaakt. Opgemerkt wordt, dat in plaats van een stationaire rSntgendetector ook een strookvormige rontgendetector kan worden toege-10 past op de wijze zoals beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 83.03156.

Teneinde voor het maken van een geharmoniseerde röntgenopname de hoeveelheid door het spleetdiafragma doorgelaten röntgenstraling per sector van de waaiervormige röntgenbundel te kunnen beïnvloeden, zijn 15 met het spleetdiafragma samenwerkende bestuurbare verzwakkingselementen 7 aanwezig. De verzwakkingselementen kunnen op diverse wijzen zijn uitgevoerd, zoals bijvoorbeeld beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 84.00845.

In het in fig. 1 getoonde voorbeeld zijn de verzwakkingselementen tong-20 vormig en kunnen de vrije uiteinden van de tongen onder invloed van geschikte stuursignalen in meerdere of mindere mate in de röntgenbundel worden gezwenkt, zoals met pijlen 12 aangegeven. De verzwakkingselementen kunnen echter ook bijvoorbeeld schuifvormig zijn, zoals eveneens beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 84.00845.

25 Voor het opwekken van de voor de verzwakkingselementen benodigde stuursignalen is een zich voorbij het te doorstralen lichaam 6 bevindende detector aanwezig, die per sector van de röntgenbundel de door het lichaam 6 doorgelaten straling detecteert en corresponderende elektrische signalen genereert. De detector kan bestaan uit een reeks lichtdetectoren, 30 die zich achter het röntgenscherm bevinden ter hoogte van de invallende bundel en die de door het röntgenscherm 3 onder invloed van de invallende röntgenstraling opgewekte hoeveelheid licht detecteren. Het is ook mogelijk de door het röntgenscherm 3 doorgelaten röntgenstraling te detecteren. De detector kan zich ook voor het röntgenscherm bevinden en 35 dan bijvoorbeeld bestaan uit een langwerpige dosismeter, zoals bijvoorbeeld beschreven in aanvrager's Nederlandse octrooiaanvragen 85.03152 en 85.03153.

870 1820 f- ƒ -4-

Een dergelijke dosismeter is in de fig. 1 schematisch bij 8 aangegeven en wordt synchroon met de aftastende röntgenbundel meebewogen, zoals aangegeven met een pijl 9. De van de dosismeter afkomstige signalen worden via een elektrische leiding 10 toegevoerd aan een stuurscha-5 keling 11, die de stuursignalen voor de verzwakkingselementen vormt.

Bij de tot nu toe beschreven techniek wordt uitgegaan van een constant spectrum van de door de röntgenbron afgegeven rontgenbundel voordat deze door de verzwakkingselementen is beïnvloed.

Volgens de uitvinding daarentegen wordt de hardheid van de rönt-10 genbundel op een vooraf bepaalde vaste wijze gevarieerd, terwijl daarnaast nog een sectorgewijze beïnvloeding van de rontgenbundel plaatsvindt met behulp van de verzwakkingselementen. Zoals uit het volgende nog zal blijken wordt bovendien op de door de stuursignalen veroorzaakte variabele bewegingen van de verzwakkingselementen een vaste trilling, ge-15 superponeerd synchroon met de hardheidsvariatie.

De vooraf bepaalde vaste beïnvloeding van de röntgenbundel kan worden bewerkstelligd door de voedingshoogspanning van de rontgenbuis met een vaste rimpelspanning in amplitude te moduleren. Bij toepassing van een rimpelspanning met de netfrequentie (50 Hz of 60 Hz) kan de in 20 fig. 1 schematisch bij 14 aangegeven hoogspanningsvoeding voor de röntgen-buis relatief goedkoop zijn, omdat dan geen maatregelen nodig zijn om de altijd aanwezige, door de netfrequentie veroorzaakte, rimpel in de voedingsspanning op te heffen. Een afzonderlijke modulator is schematisch bij 15 aangegeven.

25 Fig. 2 toont een voorbeeld van een gemoduleerde voedingsspanning V voor de rontgenbuis. Een dergelijke spanning kan op eenvoudige wijze worden verkregen door enkelzijdige gelijkrichting en afvlakking van een normale sinusvormige wisselspanning. De waarde van de voedingsspanning van de rontgenbuis bepaalt de hardheid van de röntgenstraling en wel zo-30 danig, dat bij een hogere waarde van V de hardheid van de röntgenstraling toeneemt. Derhalve geeft een met een voedingsspanning van de getoonde vorm bekrachtigde röntgenbuis een röntgenbundel af waarvan de hardheid synchroon met de voedingsspanning periodiek vanaf een minimale waarde toeneemt tot een maximale waarde, en vervolgens weer afneemt tot de mini-35 male waarde.

In het voorbeeld van fig. 2 varieert de voedingsspanning van de 8701820 * ï fc -5- rontgenbuis tussen 150 kV en 100 kV met een periode tp, die bijvoorbeeld 20 msec kan zijn, overeenkomend met een modulatiefrequentie van 50 Hz.

Vanzelfsprekend kan een andere modulatiediepte en/of een ander niveau van de voedingsspanning en/of een andere modulatiefrequentie 5 worden toegepast.

Fig. 3 toont schematisch een dwarsdoorsnede van een spleetdiafrag-ma en een enkel verzwakkingselement in een bij een relatief transparant doorstraald deel van een te onderzoeken lichaam behorende stand. Fig. 4 toont een soortgelijk aanzicht waarbij de stand van het verzwakkingsele-10 ment overeenkomt met een opaak deel van het lichaam.

In de fign. 3 en 4 is het spleetdiafragma aangegeven met 2 en de spleet S heeft een hoogte h^. Voorts is in beide figuren een tongvormig verzwakkingselement 20 getoond, waarvan de stand ten opzichte van de spleet S op elk moment door stuursignalen van de stuurschakeling 11 wordt 15 bepaald.

De spleet S heeft in een richting dwars op het vlak van tekening een zekere lengte en in die richting is een aantal verzwakkingselementen naast elkaar geplaatst, zodat elk verzwakkingslement een bepaalde sector van de door de spleet doorgelaten waaiervormige röntgenbundel kan bexn-20 vloeden.

Het in fig. 3 getoonde verzwakkingselement 20 bevindt zich in een zodanige stand, dat de spleet S ter plaatse over bijna de gehele hoogte hj is afgesloten. Dit betekent, dat het te onderzoeken lichaam in de corresponderende sector van de waaiervormige röntgenbundel zeer transpa-25 rant is. Derhalve is het voor een juiste belichting van de röntgendetec-tor 3 nodig om in die sector op dat moment van de aftasting een groot deel van de beschikbare röntgenstraling te onderscheppen. Dit laatste is geschied door het verzwakkingselement in de in fig. 3 getoonde stand te brengen. Deze wijze van besturen van verzwakkingselementen is reeds be-30 kend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 84.00845, waaruit tevens bekend Is, dat de verzwakkingselementen ook een andere vorm kunnen hebben.

Volgens de uitvinding worden verzwakkingselementen behalve door de beschreven stuursignalen die evenredig zijn met de plaatselijke transparantheid van het lichaam voorts in beweging gebracht door een extra 35 stuursignaal dat een trilling met een vaste amplitude veroorzaakt. In de figuren 3 en 4 is de piek-piek waarde van die trilling aangegeven met i^· 8701820 5 ψ _ -6- Ιη een praktische inrichting kan bijvoorbeeld 10 a 20% van h^ bedragen. De uiterste standen van de verzwakkingselementen 20 ten opzichte van de met de plaatselijke transparantheid evenredige stand zijn in fig.

3 en fig. 4 met onderbroken lijnen aangegeven bij 20' en 20".

5 De trilling tussen de standen 20' en 20" vindt volgens de uitvin ding synchroon met de variatie van de hardheid van de röntgenstraling en dus synchroon met de in fig. 2 getoonde amplitudemodulatie van de voedingsspanning van de röntgenbuis plaats. Deze trilling vindt zodanig plaats, dat de verzwakkingselementen zich telkens in de stand 20" bevin-10 den, en dus de röntgenbundel het meest beïnvloeden, op de tijdstippen tl* t3’ enz* waaroP de voedingsspanning van de röntgenbuis de hoogste waarde heeft. Evenzo bevinden de verzwakkingselementen zich telkens in de stand 20' op de tijdstippen t2» t^ enz. waarop de voedingsspanning van de röntgenbuis de laagste waarde heeft.

15 Een en ander heeft het volgende resultaat. Tijdens de aftasting van relatief transparante delen van een te onderzoeken lichaam worden de verzwakkingselementen 20 door de stuurschakeling 11 in een stand gebracht, waarin de röntgenstraling grotendeels wordt tegengehouden.

Een dergelijke stand van een verzwakkingselement, waarbij een verzwak-20 kingselement de spleet S over bijna de gehele hoogte afdekt, is getoond in fig. 3. Bovendien wordt op de tijdstippen tj_, tg enz., waarop de aangeboden röntgenstraling het hardst is, de spleet nog verder afgedekt als gevolg van de trilling van de verzwakkingselementen. De harde straling wordt derhalve voor een zeer groot gedeelte tegengehouden. Op de momen-25 ten t2» t^ enz. dat de aangeboden röntgenstraling het zachtst is, laten de verzwakkingselementen de spleet S juist over een relatief groot gedeelte vrij (stand 20' in fig. 3). Derhalve worden transparante delen van het te onderzoeken lichaam met relatief zachte röntgenstraling doorstraald, en wordt een goede contrastweergave in de uiteindelijke opname 30 verkregen.

Tijdens de aftasting van relatief weinig transparante delen van het te onderzoeken lichaam worden de verzwakkingselementen door de stuurschakeling 11 in een zodanige stand gebracht, dat slechts een zeer klein gedeelte van de hoogte van de spleet S wordt af gedekt. Een en an-35 der is getoond in fig. 4. Ofschoon ook in deze situatie de spleet S over een grotere hoogte wordt afgedekt op de momenten waarop de aangeboden röntgenstraling het hardst is, blijft de spleet toch grotendeels vrij 8701820 9 -7- Ή J* en heeft de trilling van de verzwakkingselementen een relatief geringe invloed. De weinig transparante delen van het te onderzoeken lichaam worden derhalve met relatief hoog energetische straling belicht.

De gewenste periodieke trilling van de verzwakkingselementen kan 5 op eenvoudige wijze worden bewerkstelligd door op de door de stuurscha-keling 11 verschafte stuursignalen een periodiek signaal te superponeren. Hiertoe kan een aparte oscillator 16 zijn toegepast, zoals getoond, doch een dergelijke oscillator kan ook in de stuurSchakeling zijn geïncorporeerd. Zoals reeds vermeld, dient de trilling synchroon te zijn met de 10 variatie van de voedingsspanning van de rontgenbuis. Hiertoe kan de inrichting 16 met de voedingsschakeling 14 van de rontgenbuis zijn gekoppeld, zoals in fig. 1 getoond, of met de modulator 15.

De trilling van de verzwakkingselementen kan echter ook op andere wijze worden bewerkstelligd, bijvoorbeeld middels direkte besturing 15 van de verzwakkingselementen door de inrichting 16, of door een gemeenschappelijke drager van de verzwakkingselementen in trilling te brengen.

Na het voorgaande liggen diverse modificaties voor de deskundige voor de hand.

Zo kan bijv. de amplitude van de gemeenschappelijke trilling van 20 de verzwakkingselementen gerelateerd zijn aan de mate waarin een ver-zwakkingselement de spleet S afdekt. De amplitude van de trilling zou bijv. groter kunnen zijn naarmate een verzwakkingselement de spleet meer afdekt. Een dergelijke "standafhankelijke" trillingsamplitude kan bijv. worden bewerkstelligd door de van de detector 8 afkomstige signalen 25 eerst op te tellen bij de de gemeenschappelijke trilling veroorzakende signalen en het aldus verkregen somsignaal te versterken tot een stuur-signaalcomponent met de gewenste waarde is verkregen. De amplitude van het de trilling veroorzakende periodieke signaal wordt dan automatisch meeversterkt in een van het benodigde stuursignaal afhankelijke mate.

30 Voorts is het mogelijk om niet de verzwakkingselementen, doch de bovenrand van de spleet S of de gehele spleet S in een periodieke trilling te brengen synchroon met de periodieke hardheidsvariatie. Met "bovenrand van de spleet S" wordt in dit verband de rand van de spleet, die het verst van de ruststand van de verzwakkingselementen ligt, bedoeld.

35 Een en ander is in fig. 5 getoond. Fig. 5 komt in hoofdzaak over een met de fign. 3 en 4, doch de verzwakkingselementen worden nu op de 8701620 f f -8- gebruikelijke wijze bestuurd, terwijl de spleetdiafragma 2 of tenminste de bovenrand 30 daarvan in een trilling in het vlak van de spleet S worden gebracht, zoals door een dubbele pijl 31 aangegeven.

Hiertoe kan bijv. gebruik worden gemaakt van een excentriek-aandrijving. 5 Voorts dienen geschikte geleidingen voor het trillende (deel van het) spleetdiafragma aanwezig te zijn.

De piek-piekwaarde van de trilling is weer met h£ aangegeven.

Deze en soortgelijke modificaties worden geacht binnen het kader van de uitvinding te vallen.

10 ***** 870 1820

Claims (12)

1. Inrichting voor spleetradiografie omvattend een röntgen-bron; een voor de röntgenbron geplaatst spieetvormig diafragma, dat in bedrijf een waaiervormige röntgenbundel vormt, waarmee een te onderzoeken lichaam althans deels kan worden afgetast voor het vormen van een 5 röntgenschaduwbeeld van het afgetaste deel van het lichaam op een achter het lichaam geplaatste röntgendetector; een stuursignaalgenerator, die tijdens bedrijf per sector van de waaiervormige röntgenbundel een de momentane transmissie van het lichaam representerend signaal verschaft aan besturingsmiddelen; bestuurbare verzwakkingselementen, die met het 10 spleetdiafragma samenwerken en die onder besturing van door de besturingsmiddelen verschafte stuursignalen de waaiervormige röntgenbundel per sector kunnen beïnvloeden, gekenmerkt door middelen voor het op vooraf bepaalde wijze periodiek variëren van de hardheid van de waaiervormige röntgenbundel; en door midde-15 len voor het gelijktijdig in trilling brengen van alle verzwakkingselementen, welke trilling op elk moment is gesuperponeerd op de door de stuursignalen bepaalde momentane stand van elk verzwakkingselement, een voorafbepaalde amplitude heeft die kleiner is dan de hoogte van de spleet van het spleetdiafragma, en synchroon is met de periodieke hardheidsva-20 riatie, zodanig, dat elk verzwakkingselement de röntgenbundel het meest beïnvloedt op de momenten dat de hardheid het grootst is.

2. Inrichting voor spleetradiografie omvattend een röntgenbron; een voor de röntgenbron geplaatst spieetvormig diafragma, dat in bedrijf een waaiervormige röntgenbundel vormt, waarmee een te onderzoeken lichaam 25 althans deels kan worden afgetast voor het vormen van een röntgenschaduw-beeld van het afgetaste deel van het lichaam op een achter het lichaam geplaatste röntgendetector; een stuursignaalgenerator, die tijdens bedrijf per sector van de waaiervormige röntgenbundel een de momentane transmissie van het lichaam representerend signaal verschaft aan bestu-30 ringsmiddelen; bestuurbare verzwakkingselementen, die met het spleetdiafragma samenwerken en die onder besturing van door de besturingsmiddelen verschafte stuursignalen de waaiervormige röntgenbundel per sector kunnen beïnvloeden, 8701820 fl f -10- gekenmerkt door middelen voor het op vooraf bepaalde wijze periodiek variëren van de hardheid van de waaiervormige röntgenbundel; en door middelen voor het in trilling brengen van ten minste de het verst van de ruststand van de verzwakkingselementen gelegen rand van het spleet-5 diafragma, welke trilling een voorafbepaalde amplitude heeft die kleiner is dan de hoogte van de spleet van het spleetdiafragma, en synchroon is met de periodieke hardheidsvariatie, zodanig, dat elk verzwakkingselement de röntgenbundel het meest beïnvloedt op de momenten dat de hardheid het grootst is.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de middelen voor het periodiek variëren van de hardheid van de waaiervormige röntgenbundel de voedingsspanning van de rönt-genbron moduleren.

4. Inrichting volgens conclusie 2 of 3, 15 gekenmerkt door een modulator, die met de voeding van de röntgenbron is verbonden.

5. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies 1, 3 of 4, met het kenmerk, dat de middelen voor het gelijktijdig in trilling brengen van alle verzwakkingselementen een oscillator omvatten.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de oscillator een elektrisch signaal afgeeft aan de besturingsmiddelen.

7. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de oscillator direkt de verzwakkingselementen be-25 stuurt.

8. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de oscillator in de besturingsmiddelen is geïncorporeerd.

9. Inrichting volgens conclusie 1, 30 met het kenmerk, dat de middelen voor het gelijktijdig in trilling brengen van alle verzwakkingselementen zijn ingericht om een gemeenschappelijke drager van de verzwakkingselementen in trilling te brengen.

10. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de middelen voor het in trilling brengen van ten 35 minste een rand van het spleetdiafragma een excentriek-aandrijving omvatten. 870 1820.. -11- ? ^ m

11. Inrichting volgens conclusie 1,. met het kenmerk, dat de middelen voor het gelijktijdig in trilling brengen van de verzwakkingselementen zijn ingericht om de trillings-amplitude van een verzwakklngselement afhankelijk van de mate waarin 5 het desbetreffende verzwakkingselement de röntgenbundel beïnvloedt in te stellen.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de trillingsamplitude een verzwakkingselement groter wordt ingesteld naarmate het verzwakkingselement de röntgenbun-10 del meer beïnvloedt. ScSeSiStSt * 67018 2 0