DE2339758C3 - Röntgendiagnostikeinrichtung zur Herstellung eines Transversal-Schichtbildes - Google Patents
Röntgendiagnostikeinrichtung zur Herstellung eines Transversal-SchichtbildesInfo
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Description
bekannten einrichtung Aussagen über tl.ts Material
seihst in den ein/einen Malnxeleiiienicn /u gewinnen.
Pies wird errindiingsgemäß dadurch erreicht, daß eine
der ersten Meßanordnung gleichartige, in Richtung der geradlinigen Bewegung piir.illel versetzt angeordnete
/weite Meßanordnung vorh.tuden ist, deren Rnnlgcnslrahleiiquelle
eine Strahlung mit einer gegenüber dem
jcnigcii der ersten Rontgensirahlenquelle geänderten
Weil der Strahlungsenergie L-r/eugt, und der Rechner
,ms den Mcbsignalen beider Anordnungen für jeden
üildpunkt Für die zwei verschiedenen Werte der Slrah
liing'-energie die beiden Absorpiionskoelfizienlcii oiler
diesen proportionalen Großen hestiniiiu. deren leweili
ge Ouoticnien bildet u:;d diir.uis mittels einer cingc
speicherten Fichtabelle die mittlere Ordnungszahl oder
eine entsprechende Größe fur |cden üiUlpunkl einiii
teil. Die dazu erforderlichen Mittel sind beispielsweise
in der DE-OS 20 42 009 beschrieben. Der besondere Vorieil einer I inhe/iehung dieser so-ienannlen »Zwei
Spektren Methode« in die ( ompiiler Tomographie be
stellt Mir allem darin, daß mi I"alle der Computer To
niographic wegen tier langen Aiilnahmedai er ii: Ver
biiidiing mit der geforderten Genauigkeit hoihkonstan
te elektrische Werte an der Röntgenröhre vorhanden
scm müssen, daß darüber hinaus zur I r/iilung einer
hohen Bililaullosuiig mit eng eingeblendetem Strahlen
bündel geaibellet werde 11 muß und daß schließlich wegen
der Benutzung von Iircmssirahlung ein ausrciihcn
der Abstain! von der charaklciisiischen Strahlung der
im Körper vorhandenen Malen.ilien gehalten weiden
muß. Diese Bedingungen sind .null eine Voraussetzung
für die Anwendung der /wei Spektren Methode
Diiiil) die Vereinigung der heulen Methoden, die icde
fm sich zur Losung ganz unterschiedlicher Aulgahcii
Stellungen dienen genial! der vorliegenden I ilmiliing
isl also erreicht, daß lur die Coinpiiler loinogiaphic
ein erweitertes Anwendiingsleld ohne vvesentlulieii /11
satzlichcn Aufwand errcuhl worden ist
Die tier I rfindung zugiiindeliegcndcn phvsikalisihcn
/iisamnienh.inge emschließliih der piiiizipiellcn (iestaining
der erwähnten 1 ichl.ibelle sind 111 dein liuch:
»Ronlgcnphysik« von Ii cc h 11 und Minder, er
sihieneii 19 5 3 im Springer Verlag Wien, insbesondere
S. bl! bis 71 beschrieben.
Die I rlindung wird an Hand des folgenden Auslud
rungshcisoieles naher erläutert. Da; η zeigt
I IgI eine I'imzipdarslcHiiiig der Roiilgcndi.igno
shk einrichtung, und
I 1 g. 2 das Ablaslscheina zur Scdicdihildgewinnuiig.
In tier in I 1 g. I dargestellten l'iniu lilting hewegi
sich eil» iim Kalimenleil 1 drchbai -gelagerter Ir.igimgi
und die etwa mit dem Korpersl.imni ) eines Patienten 4
zusammenfallende Drehachse 5. Auf dem tragring sind
zwei gleichartige RonlgeiistrahleniiulKoinchluiigcii.
bestehend aus de.i Röntgenröhren f>. 7 und den Sirah
lungseinpfangern H.9. in Rnhtung ihrer linearen liewe
giing P1ILiIIe1ViTSeIZt angeoidnei Die Drehbewegung
des Ii.igimgs 2 um den /w diiichsirahleiiileii Ken pencil
lies .ml der l.agersl.ill IO ruhenden P.ilienlen 4 wild
von der Antriebsvorrichtung Il erzeugt. Die Antriebs
vuiTiulilimg 12 tltüiit iln/ii. the lineare Seüii-Iioweguny
der miteinander gekoppelten und auf utzu Schienen I).
14 gleitenden Meßanordnungen 6, 7, 8, 9 zu erzeugen.
Die beiden Röntgenröhren 6. 7 sind elektrisch mit dem
Röntgengenerator 16 verbunden, der sie mit hochkon·
shinier elektrisehei Spannung unterschiedlicher I leihe
versorgt. Pie Antriebsvorricluungen 11 für die kreisförmige
und 12 für die lineare Bewegung sind mit einer Steuervorrichtung 18 verbunden, welche die beiden
Bewegungen in ihrer wechselnden Folge und die iiuschaltdauer der Röntgenröhren 6, 7 miteinander
koordiniert. Die Strahlungsempfänger sind über eine Aiipassungsschalumg 17 mit einem Computer 19 ver
blinden. Der Ausgabe der vom Computer errechneten D.iien dienen ein Blattschreiber 20 und ein Sichtgerät
21.
Im folgenden wird die Funktion der Hinrichtung an I land der I 1 g. 1 und 2 naher erläutert. Nach dem einschalten
wird zunächst die Antriebsvorrichtung Il betätigt; diese bewegt den Tragring 2 in seine gegenüber
der dargestellten Lage etwa um 40 versetzte Aus gangsposition. Nach deren erreichen beginnt die Abtastung
in der Weise, daß die Antriebsvorrichtung 12 die
Meßanordnung 6. 7, 8, 9 in die lineare Scan-Bewegung
versetzt, bei der die gewünschte TransversalSchichi des Patienten 4 durchstrahlt und gleichzeitig abgetastet
wird (Scan I). Dazu wird zunächst uie Röntgenröhre 7
dann die Röntgenröhre 6 beim erreichen des zu durch
strahlenden Bereiches eingeschaltet und das Meßsign.il
der Strahlungsempfänger 9 bzw. 8 in aquidislaif'n Ah
standen, die der gewünschten Kantenlange eines Bild
piinkiii 21 (Matrix l.lemenien) entsprechen, vom Computer
19 nher die Anpassungsschaltiing 17 übernommen
und gespeichert. Sobald die Rohre 7 den /u durchstrahlenden
Bereich verlassen hat. v. ird sie .ibgest haltet
\\\\d die Übernahme des Meßsignals des Strahlungs
einpfangers 9 in den Speicher des Computers beendet.
Sohakl die Rohre β den zu durchstrahlenden Bereu.h
vcilassen liat. wird auch sie abgeschaltet, die Übern.ih
nie des Meßsignals des Strahlungsempfängers 8 111 den
Speicher des Computers ebenfalls beendet und schiieß-IkIi
die Antriebsvorrichtung 12 ausgeschaltet. Damn ist
der Scan I abgeschlossen. Anschließend wird die Meßanordnung 111 ihre Ausgangsposition zurückgeführt.
Gleichzeitig wird die Antriebsvorrichtung 11 so lange belangt, bis der Tragring 2 um den gewünschten Winkel
(etwa 1 ) weiterbewegt worden ist. Dann erfolgt ein neuer Abtastvorgang (Scan II) analog zu dem beschriebenen
Scan I. Danach wird der Tragring wieder um um den gleichen Winkelbelrag gedreht und der
weitere Scan III vorgenommen. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis der Tragring eine Gesanitdicluing
von IHO ausgeführt hat. Fs ist natürlich auch möglich, auf die Rückführung der Meßanordnung naih
jedem Scan zu verzichten und statt dessen das Objekt maaiulerförmig abzutasten.
Nach Beendigung des Abiastvorgangs befinden sich
im ( ompiiter zwei lineare Gleichungssysteme von je
/ii u Gleichungen mit je n' Unbekannten, wobei η die
\n/.ihl der Malnxpunkte. ;;) die Anzahl der Meßwerte
je Scan und u die Anzahl der Scans bezeichnen. Der Rechner bestimnii aus diesen beiden Gleieiiungssvsie
inen für leden Mainxpunkt zunächst die beiden Ab
sipiplioiiskoeffizicnteii für die beiden verschiedenen
Werte der Slrafllungscncrgie. bildet dann jeweils den
Qiiolienlcfi aus ilen heulen Absorplionskoeffizienlcn
und ermittelt schließlich nut Hilfe einer eingespeicherten Kichtabellc die entsprechende mittlere Ordnungszahl
für j :des Matrix-Element. Die so gefundenen Werte der minieren Ordnungszahl erscheinen dann sowohl
auf dem Blallschreiher 20 als Digiliilwcrlc wie auf dem
Sichtgerät 21 in analoger Form als Grauwerte.
Hierzu 1 Watt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Röntgendiagnostikeinriehtung zur I lerstcllung eines Transversal-Sehielubildes bestehend .tus einer Rüntgensirahlenmeßanordnung mit einer Röntgen strahlenquelle, die ein Rönigenstrahlenhundcl er /engt, dessen Querschniusausdehnung '»eukrechi /ur Schicht gleich der Schichtstärke und parallel zur Schicht gleich der Schichtstärke oder geringer ist als diese, und einem Strahlungsempfänger, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt in juic-inanclerfolgenden ät|tiidislanten Punkten müll, sowie .ms einer Antriebsvorrichtung für die Meßanordnung /ur Erzeugung einer geradlinigen, senkrecht /iir t* Richtung des /enlralslrahls über die gesinnte Ob jektaiisilchnung geführten Abtastbewcjuing in wechselnder I"tilge mit je einer Drehbewegung tun kleine äquidisiante Winkelbetrage, deren Summe 180 be.'r igt. um einen etwa im /entnun der SchichteWne auf dem Zentralstrahl liegenden Drehpunkt, und schließlich aus einem Rechner, der aus den gemessenen Strahleninlensitalsueilen in Verbindung mit der Ablastgeometric «.las Schuht bild auf Grund eines Rechenprogramms koiisinneri. dadurch g e k e η η / e i c h η e t. dall eine der er sten Meßanordnung (7, 9) gleichartige, in Richtung der geradlinigen Bewegung parallel versei/t angeordnete zweite Meßanordnung (6. 8) vorh.mden ist. deren Röntgensirahlenquellc (6) eine Snail lung mit einem gegenüber demjenigen der eisten Ronlgenslrahlenquelle (7) geänderten Wert der Strahlungsenergie e./eugt. .nid der Rct liner (14) aus den Meßsignalen Leider Meßanordnungen (b. 7. 8. 9) für jeden liildpunkt für ti · /wci verse hieilcnen Werte der Strahlungsenergie die beiden Absnrp lionskoeffi/ienlen oder diesen proportionalen dm Ilen bestimmt, tieren jeweiligen (Juoiicnien bildi-t und daraus mittels einer eingespeichei Ir 1 litlii.i belle die mittlere Ordnungszahl oder eine enispre ihende Größe für jeden Uildpunkl ermiiieli.45Die Krfindung betrifft eine Rontgendiagnostikeinrichtung /ur Herstellung eines Transversal-Schichlbildes. beslehend .ms einer Rönlgenstrahleniiießanortlnung mit einer Runlgenstrahlenquelle. die ein Konigeiisirah lenliiindel er/eiigi. dessen Querschnitts, iiisilchniing senkrecht /ur Schicht gleich tier Schichistai ke und par iillel /ur Schicht gleich der Schichtstärke oder geringer ist als these, und einem Strahlungsempfänger, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt in .iMl1-111.1nil1.-1 folgenden .iqiiidisi.inlcn Punkten mißt, sowie ,ms einer Antriebsvorrichtung für the Meßanordnung zur 1 r/eu gung einer geratllmigen, senkrecht /ur Kit-lining des /culi.ilsir.ilils über die gesamte Objcklausilehuiiiig ge führten Ablasihewegung in wechseliuler I "Ige nut ie einer Drehbewegung um kleine iiqindl.slaiilc Winkelbe trüge, tieren Stimme 180" beifügt, um einen etwa im '/.eiiiritm tier Schiclitebene auf dem Zeütral.slrahl lie gentlen Drehpunkt, und schließlich aus einem Rechner, der aus den gemessenen Stnihlenintensitiitswerten in Verbindung mit der Abtastgeometrie das Scliicliihild auf C!rund eines- Rcchenprogranims konstruiert.l-iiie solche Kiiirieliüing ist ans der DE-OS I1) 41 4)1 bekannt. Grundlage dieser einrichtung ist ein in der deutschen Paienlsehrill hl)) J74 beschriebenes Ir.ins versal Sehichtverfahren, bei dem ein bis aiii die ge wünschie Sehichltlicke eingeblendetes Bündel par.ille ler Röntgenstrahlen das Objekt in der Schichteheiie durchiet/t und die hinter tleiii Objekt .uilireteiule Pri» jekliiin in (iesialt eines strcifenfdrmigen Strahlenreliel bildes auf einem Bildträger gespeichert wiiil. Durch eine Relaiiv-Drehbewegimg von Objekt iuni Strahler anordnung um einen Winkelbetrag von wenigen Cir.itl iinil eine erneute Diirchslrahlung wird ein weiteres Slreifeiibtld gewonnen. Dieser Vorgang wicdciholi sich so lange, bis ein (iesanittlrehwinkel \on ISi) eiu-ieln ist. Anschließend w ei den alle Sireilenbilder enispre eheiitl tier Objeklausdcinung in der Stlut.hli.lv.-ne gesprei/t und passend /ur jeweiligen Winkellage bei der liililenlstehung deckungsgleich aufeiu.indei kopien. Da bei einstellt ein Abbild tier gewünschten Schuht in Draufsicht. In tier /eitsiliiil! »Journal of Applied Pin sics« Vol. 34. Nr. 9. 19(i3 und VoI Π. Nr. K). l'lhl lsi unter dem fuel »Representation öl .1 I unciion In ils Line Intervals, with some Radiological Applic.ilions.. von A. M. (Or 111 a c k eine Methode angegeben wor den. nach der tlas in tier deutschen l'.ilentst Iu Mt b l) i J74 beschriebene Veil.ihren. bei dem die Bilden! siehung mil optischen Mitteln auf einem Kimlgciililm erfolgt, durch ein nalhemalisthes liililentsieliiiugsver fahren ersetzt wertlen kann, bei tlein als Strahliings empfänger an Stelle eines 1 iliusiieileiis ein Sii.ihliiiii's mellgeral treten soll. Dabei wertlen die den slreileiiloi migen Str.ililenliiltlern enisprecheiulen gemessenen Slr.ihlcmntensitälswertc mit] die su h daraus ergeben ilen Schwailiiingsw-erte. die tier Kontgensirahl .111 ilen beirellenileu Meßorten durch die im (>b|ckt st.iitlin tlentle Sirahleiiabsorpiion erlitten hai. in Abh.mgigkeii von tier geonielrischen /lionlnung ei faßt. Die daraus entsleheiule (ilcichungsin.iim uinl ti.um mn bekaim ten Mitteln tier Mathematik ausgewertei. so i\,\\\ ein mathematisches Piinktbild eiitstei".. weit.lies mit eben falls bekannten Mitteln in em nptuth snhih.ues liild veiwantlelt werden kann. Die /11 Anfang genannte I m richtung bedient sich dieser Uildaiiswcitungsmelhodc und wendet the Mittel tier elektronischen 1).Heiner.11 beitiing an.Der besondere Vorteil dieser sogenannten »( onipii ler Tomographie« besteht tiarin, dal) the Kmni.isi.nit lösung auf Kosten tier — wegen tier ansonsten iiesigi-n Ret lineikapii/ilät — vergleiilnveise geringen Det.11l.111l lösung gegenüber den Verfahren 11111 opiisther liilck 1 /eiigiing .111ISe10rdentlii.ll gesteigen weiilen k.iiiu I ).i durch lsi es möglich, den Absorplionsweit icilcs eui/i I neu Punktes innerhalb tier Schichtebene 11111 einer (ic naiiigkeit von unter I1Vn /11 besliminen. Allertlmgs k«'ti neu nur Aussagen liber the Slralilenabsorption. ti Ii übet tlas Produkt aus dem spezifischen Ahsoipimiis koelfi/ienlen und der Dithte ties ()b|ckiiiiaieiiais 111 den ein/einen Maimelcmenlcn gem.ichl weitlen, im In jedoch, d.i ilie Dichte ties leweiligeu M.ilen.ils 1111 ,dlge meinen nullt bekannt ist. über die mittlere Oulniiitgs /aiii b/vv the chemist he /iis.immeusel/iing des Male rials. Man vvoiü iilsa /. II. mehl, oh es sich bei einem gegenüber der Umgebung weniger geselnvär/ieii Bereich um eine Verdichtung des (iruntlntaierials, also beispielsweise eine Geschwulst, oder ein eingelagertes l-remdmalerial. /.13. geronnenes HIiil in Gestalt eines I lämatoms, handelt.Der Krfindting liegt tue Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, mit Hilfe tier beschriebenen
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