DE2642846A1

DE2642846A1 - Roentgenschichtgeraet zur herstellung von transversalschichtbildern

Info

Publication number: DE2642846A1
Application number: DE19762642846
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr Rer Nat Schittenhelm
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-23
Filing date: 1976-09-23
Publication date: 1978-03-30
Also published as: US4149080A; FR2365328B1; GB1551669A; FR2365328A1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München ^ TPA 76 P 5100 BRD

Röntgenschichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern

Die Erfindung betrifft ein Röntgenschichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjekts mit einer Röntgenstrahlenmeßanordnung, die eine Röntgenstrahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes, fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke und in der Schichtebene so groß ist, daß das ganze Aufnahmeobjekt durchsetzt wird, sowie einen Strahlenempfänger enthält, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt ermittelt, sowie mit einer Antriebsvorrichtung für die Meßanordnung zur Erzeugung von Drehbewegungen und mit einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, bei dem der Strahlenempfänger aus einer Anzahl einzelner Detektoren besteht.

Ein Röntgenschichtgerät dieser Art ist beispielsweise in der DT-OS 2 442 809 beschrieben. Bei diesem Röntgenschichtgerät ist eine Drehung der Meßanordnung um einen Winkel von etwa 360° zur Erzeugung der Eingangssignale des Meßwertumformers sinnvoll.

Nachteilig ist bei dem bekannten Röntgenschichtgerät, daß auf , den Strahlenempfänger nicht nur die primäre, unmittelbar von der Röntgenstrahlenquelle ausgehende Röntgenstrahlung, sondern auch Streustrahlung einwirkt, die vom Aufnahmeobjekt emittiert wird. Diese Streustrahlung erzeugt ebenfalls Ausgangssignale des Strahlenempfärigers, so daß sich das Ausgangssignal eines

T_P 28 Ler / 2.9.1976 ₈Q9813/OU6

76 P 5100 BRD

Detektors des Strahlenempfängers"aus einem Anteil zusammensetzt, welcher von der primären Röntgenstrahlung herrührt und damit die Schwächung der Röntgenstrahlung durch das Aufnahmeobjekt repräsentiert, und einem Anteil, welcher von der Streustrahlung herr,ührt und unerwünscht ist, weil er das vom Meßwertumformer aufgebaute Schichtbild verfälscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Röntgenschichtgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Streu— strahlung beim Bildaufbau berücksichtigt werden kann.

Diese Aufgabe ist bei einer Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, daß der Strahlenempfänger aus zwei parallel zueinander und nebeneinander angeordneten Detektorreihen besteht und so angeordnet ist, daß nur eine Detektorreihe vom primären Röntgenstrahlenbündel getroffen wird, während die zweite Detektorreihe nur die Streustrahlung erfaßt und daß im Meßwertumformer eine Schaltungsanordnung zur Korrektur der Ausgangssignale der vom Röntgenstrahlenbündel getroffenen Detektorreihe durch die Ausgangssignale der zweiten Detektorreihe vorhanden ist. Diese Ausführungsform der Erfindung, bei der die vom Meßwertumformer für den Bildaufbau herangezogenen Signale weitgehend frei von Anteilen sind, welche von Streustrahlung herrühren, benötigt dieselbe Abtastzeit, wie ein Röntgenschichtgerät ohne die erfindungsgemäße zweite Detektorreihe zur Korrektur der Ausgangssignale der von der primären Röntgenstrahlung getroffenen Detektorreihe .

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann aber auch dadurch gelöst werden, daß Mittel zum Bewegen des eine Detektorreihe bildenen Strahlenempfängers in eine zxveite Stellung vorhanden sind, in der er unmittelbar neben dem Röntgenstrahlenbündel liegt und nur die Streustrahlung erfaßt und daß im Meßwertumformer eine Schaltungsanordnung zur Korrektur der Ausgangssignale des Strahlenempfängers, die dann geliefert werden, wenn der Strahlenempfänger im Röntgenstrahlenbündel liegt, durch die in der zweiten Stellung gelieferten Ausgangssignale des Strahlenempfängers vorhanden ist. Bei dieser Ausführungsform kommt man mit einer einzigen Detektorreihe, die mechanisch verstellt wird, aus.

809813/0146

- 5. -£ 76 P 5100 BRD

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 u. 2 zwei verschiedene Ansichten der für die Erfin-' dung wesentlichen Teile eines Röntgenschichtge-

räts nach der Erfindung, und

Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung des Geräts gemäß den Figuren 1 und 2.

Aus den Figuren 1 und 2 geht hervor, daß ein Patient 1, der in der Figur 2 im Querschnitt dargestellt ist, auf einer Liege 2 liegt und von einem fächerförmigen Röntgenstrahlenbündel 3 durchstrahlt wird. Das Röntgenstrahlenbündel 3 geht vom Fokus.

einer Röntgenröhre 5 aus und ist durch eine Primärstrahlenblende 6 so eingeblendet, daß seine Querschnittsausdehnung senkrecht zur untersuchten Körperschicht 7 gleich der Schichtstärke und in der untersuchten Eörperschicht 7 so groß ist, daß der gesamte Patient 1 durchsetzt wird. In Strahlenrichtung gesehen nach dem Patienten ist ein Strahlenempfänger 8 angeordnet, welcher aus einer Anzahl von in einer Reihe angeordneter Detektoren 9, 10 usw. besteht. Vor jedem der Detektoren 9, 10 usw. ist je ein Kollimator 9a, 10a usw. angeordnet. Die Anzahl der Detektoren 9, 10 usw. ist der gewünschten Bildauflösung entsprechend gewählt und kann z.B. 256 betragen. Der Strahlenempfänger 8 ist mit der Röntgenröhre 5 starr verbunden und zur Abtastung des Patienten 1, und zwar der Schicht 7, wird die Meßanordnung 5, um 360° um den Patienten 1 gedreht. Die dabei von den Detektoren 9, 10 usw. gelieferten Ausgangssignale werden über eine Leitung 11 einem Meßwertumformer 12 zugeführt, welcher einen Computer enthält, der daraus ein Bild der durchstrahlten Körperschicht, berechnet. Zur Wiedergabe dieses Bildes ist der Meßwertumformer 12 an einem Sichtgerät 13 angeschlossen. Die Röntgenröhre 5 ist an einem Röntgengenerator 14 angeschlossen, welcher die erforderliche Hochspannung liefert.

In der Figur 3 ist der Verlauf der Intensität der Röntgenstrahlung am Strahlenempfänger 8 in der Längsrichtung der Liege 2 und in einer bestimmten Stellung der Meßanordnung 5, 8 dargestellt.

809813/OUe

Die Strahlungsintensität setzt sich dabei aus einer Intensität

31C

76 P 5100 BRD ner Intensitä

11 und einer Intensität 12 zusammen. Die Intensität 11 ist die Intensität der Primärstrahlung, die Intensität 12 die Intensität der Sekundärstrahlung, die vom Patienten 1 ausgeht. Man erkennt deutlich, daß die Streustrahlungsintensität 12 vor dem Strahlenempfänger 8 ihr Maximum hat und zu beiden Seiten des Strahlenempfängers 8 zunächst flach und dann stärker abfällt.

Zur Berücksichtigung der Streustrahlungsintensität 12 ist paral-IeI zum Strahlenempfänger 8 und neben diesem ein Strahlenempfänger 15 angeordnet, welcher ebenfalls aus einer Reihe von Detektoren besteht, von denen in der Figur 2 die Detektoren 16 und 17 sichtbar sind. Yor jedem der Detektoren 16, 17 usw. ist wieder ein Kollimator 16a, 17a usw. angeordnet. Der Strahlenempfän-

-j 5 ger 15 erfaßt nicht die Primär strahlung 1, sondern nur die Sekundärstrahlung, die praktisch gleich der Sekundärstrahlung ist, die auf den für die eigentliche Messung benutzten Strahlenempfänger 8 einwirkt. Abmessungen, Lage und Gesamtzahl der Detektoren im Strahlenempfänger 15 können verschieden gegenüber Detektor 8 sein.

Die Ausgangssignale des Strahlenempfängers 15 sind über eine Leitung 18 ebenfalls dem Meßwertumformer 12 zugeführt. Der Meßwertumformer 12 enthält eine Schaltungsanordnung zur Korrektur der Ausgangssignale des Strahlenempfänger 8 durch die Ausgangssignale des Strahlenempfängers 15 in dem Sinne, daß der von der Streustrahlung herrührende Teil der Ausgangssignale des Strahlenempfängers 8 eliminiert wird. Für das gleichzeitige Abtasten mehrerer Schichten können mehrere Strahlenempfänger der Type 8 hintereinander angeordnet werden, wobei nach jeweils zwei Empfängern ein Empfänger der Type 15 eingeschoben wird, welcher die Streu-Strahlenkorrektur zu den benachbarten Empfängern 8 erlaubt.

Wenn eine Verlängerung der Abtastzeit und Erhöhung der Dosis am Patienten 1 gegenüber dem Fall, in dem nur der Strahlenempfänger 8 vorhanden ist, in Kauf genommen werden kann, kann auf den zusätzlichen Strahlenempfänger 15 auch verzichtet werden, wenn Mittel zum Bewegen des Strahlenempfängers 8 in eine zweite Stellung vorhanden sind, in der er unmittelbar neben dem Röntgenstrahlenbündel 7, also an der Stelle des Strahlenempfängers 15 liegt. In diesem Fall erfolgt dann im Meßwertumformer 12 eine

809813/0146

- 5 - \\ 76 P 5100 BRD

Korrektur der Ausgangssignale des Strahlenempfängers 8, die dann geliefert werden, wenn der Strahlenempfänger 8 vom Röntgenstrahl enbündel 7 getroffen wird, durch die Ausgangssignale, die dann geliefert werden, wenn der Strahlenempfänger 8 neben dem Röntgenstrahlenbündel 7 liegt und nur von Streustrahlung getroffen wird. Der Meßablauf kann dabei in der Weise erfolgen, daß in vorbestimmten Winkelstellungen, beispielsweise bei jedem Winkelgrad zunächst eine Messung in der einen und dann eine Messung in der zweiten Stellung des Strahlenempfängers 8 erfolgt. Es ist aber auch denkbar, den Patienten zweimal um einen Winkel von 360° abzutasten, und zwar zunächst in der einen und dann in der anderen Stellung des Strahlenempfängers 8.

Bei dem Beispiel gemäß den Figuren 1 und 2 braucht der Strahlenempfänger 15 nicht dieselbe Anzahl von Detektoren wie der Strahlenempfänger 8 aufzuweisen. Für eine Korrektur der Ausgangssignale des Strahlenempfängers 8 genügt es, wenn die Anzahl der Detektoren des Strahlenempfängers 15 wesentlich geringer als die Anzahl der Detektoren des Strahlenempfängers 8 ist. 20

Im Meßwertumformer 12 werden die Streustrahlensignale von den Meßsignalen abgezogen.

8O9813/0U6

Claims

-^- 76 P 5100 BRD

1J Röntgenschichtgerät zur Herstellung ron schichtbildern eines Aufnahmeobjekts mit einer Röntgenstrahlenmeßanordnung, die eine Röntgenstrahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes, fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsau.sdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke und in der Schichtebene so groß ist, daß das ganze Aufnahmeobjekt durchsetzt wird, sowie einen Strahlenempfänger enthält, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt ermittelt, sowie mit einer Antriebsvorrichtung für die Meßanordnung zur Erzeugung von Drehbewegungen und mit einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, bei dem der Strahlenempfänger aus einer Anzahl einzelner Detektoren besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenempfänger aus zwei parallel zueinander und nebeneinander angeordneten Detektorreihen (8, 15) besteht und so angeordnet ist, daß nur eine Detektorreihe (8) vom primären Röntgenstrahl enbünd el (7) getroffen wird, während die zweite Detektorreihe (15) nur die Streustrahlung erfaßt und daß im Meßwertumformer (12) eine Schaltungsanordnung zur Korrektur der Ausgangssignale der vom Röntgenstrahlenbündel (7) getroffenen Detektorreihe (8) durch die Ausgangssignale der zweiten Detektorreihe (15) vorhanden ist.
2. Röntgenschichtgerät zur Herstellung von Transversal— schichtbildern eines Aufnahmeobjekts mit einer Röntgenstrahlenmeßanordnung, die eine Röntgenstrahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes, fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke und in der Schichtebene so groß ist, daß das ganze Aufnahmeobjekt durchsetzt wird, sowie einen Strahlenempfänger erhält, der die Strahlungsintensi-, tat hinter dem Objekt ermittelt, sowie mit einer Antriebsvorrichtung für die Meßanordnung zur Erzeugung von Drehbewegungen und mit einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, bei dem 'der Strahlenempfänger aus einer Anzahl einzelner Detektoren

809813/0U6

--Ψ -*Xj 76 P 5100 BRD

"besteht, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Bewegen des eine Detektorreihe bildenen Strahlenempfängers (8) in eine zweite Stellung vorhanden sind, in der er unmittelbar neben dem Röntgenstrahlenbündel (7) liegt und nur die Streustrahlung erfaßt, und daß im Meßwertumformer (12) eine Schaltungsanordnung zur Korrektur der Ausgangssignale des Strahlenempfängers (8), die dann gebildet werden, wenn der Strahlenempfänger (8) im Röntgenstrahlenbündel (7) liegt, durch die in der zweiten Stellung gebildeten Ausgangssignale vorhanden ist. 10

809813/OUG