DE2646521A1 - Verfahren zum eichen eines axial arbeitenden tomografischen abtastgeraets - Google Patents
Verfahren zum eichen eines axial arbeitenden tomografischen abtastgeraetsInfo
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Description
PATENTANWÄLTE
Dip!.-lng. P. WIRTH ■ Dr. V. SCHM1ED-KOWARZIK
Dlpl.-lng. G. DAN N EN BERG · Dr. P. WEIN HOLD · Dr. D. GUDEL
-281134 .J' β FRANKFURT AM MAIN
TELEFON (0611) 287(m GR. ESCHENHEIMER STRASSE 39
Case PA-775 14. Oktober 1976
Syntex (U.S.A.) Inc. 3401 Hillviev/ Avenue
Palo Alto, Calif. 94304 USA
Verfahren zum Eichen eines axial arbeitenden tomografischen Abtastgeräts
Als Auszug aus der Beschreibung der Ausführung der Erfindung ist folgendes anzugeben: Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Eichen bzw. Kalibrieren eines axial arbeitenden tomografischen Abtastgeräts, das einen Rahmen mit einer Öffnung aufweist,
in die das zu prüfende Objekt eingesetzt wird und der eine Strahlungsquelle und eine"Detektorvorrichtung trägt, welche
dazu dienen, ein oder mehrere Strahlenbündel einer durchdringenden Strahlung ausgehend von der Strahlungsquelle durch das
Objekt hindurch zu der Detektorvorrichtung zu strahlen. Der Rahmen besitzt ferner eine Vorrichtung, durch die das Abtastgerät
zusammen mit der Strahlungsquelle und der Detektorvorrichtung um das Objekt herum gedreht werden kann, wobei eine
Vielzahl von Sätzen von Daten, die der Durchlässigkeit oder
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der Absorption des Objekts für eine Vielzahl von Strahlenbündeln
der durchdringenden Strahlung entsprechen, gesammelt wird. Ferner ist ein Eichverfahren vorgesehen, zu dessen
Durchführung ein Eichgerät angebracht ist, das auf dem Rahmen ein einstellbares Zentrierglied trägt. Das einstellbare Zentrierglied
wird ungefähr auf den Mittelpunkt der Drehbewegung des Abtastgeräts eingestellt. Ferner wird ein auf die Lage ansprechendes
Anzeigegerät in die Nähe des ungefähr zentrierten Gliedes gebracht und lässt man das Abtastgerät und das darauf
angebrachte Eichgerät mindestens eine Umdrehung machen-; fernerwird, wenn nötig, die Lage des Zentriergliedes eingestellt,
bis dieses sich mit dem Drehmittelpunkt des Abtastgeräts deckt, der durch das Minimum an Ablenkung des auf die Lage ansprechenden
Anzeigegeräts bestimmt wird. Es findet eine Drehbewegung und eine Translationsbewegung der Strahlungsquelle und der Detektorvorrichtung
statt, wobei für πede Winkeleinstellung des Rahmens, der die Strahlungsquelle und die Detektorvorrichtung
trägt, die Mittellage jedes Translationsabtastvorgangs relativ zum zentrierten Glied bestimmt wird und/oder, wenn eine Mehrzahl
von Detektoren in Verbindung mit der Detektorvorrichtung für jede planare Scheibe des zu prüfenden Objekts verwendet
wird, die Mittellage jedes Translationsabtastvorgangs für jeden Detektor relativ zu dem zentrierten Glied bestimmt wird.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kalibrieren bzw. Eichen eines axial arbeitenden tomografischen Abtastgeräts.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Eichen eines axial arbeitenden tomogcafischen Abtastgeräts, bei dem
es nicht erforderlich ist, den Mittelpunkt der Drehbewegung des Abtastgerät^mit einem linearen Kodiergerät (encoder) von
Hand auszurichten. Für jede Einstellung des Winkels des Rahmens schafft die Erfindung ferner ein Verfahren zum Bestimmen der
Mittellage jedes in Translationsrichtung bewirkten Abtastvorgangs relativ zu einem zentrierten Glied und/oder, wenn eine
Mehrzahl von Detektoren in Verbindung mit der Detektorvorrichtung verwendet wird, bestimmt das erfindungsgemässe Verfahren
für jede planare Scheibe des zu prüfenden Objekts die Mittellage
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jedes Translationsabtastvorganges für jeden Detektor relativ zu dem zentrierten Glied.
In der US-PS 3 778 614 ist ein Verfahren und ist eine Vorrichtung
zum Prüfen eines Objekts mittels Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen beschrieben. Bei einer handelsüblichen Ausführungsform
ist die Strahlungsquelle der Röntgenstrahlen dafür eingerichtet, ein Strahlenbündel durch eine zu prüfende planare
oder ebene Scheibe hindurchzustrahlen. Dieses Gerät besitzt ferner eine Detektorvorrichtung zur Erfassung des durch das
Objekt hindurchgegangenen Strahlenbündels und eine Vorrichtung, durch die die Strahlenquelle und die Detektorvorrichtung ,um das
Objekt herum aufeinanderfolgend verschoben und gedreht werden, Während die radiografische Prüfung stattfindet. Während des
Aufbaues und der Kalibrierung dieses Geräts wird der Mittelpunkt der Drehbewegung des Abtastgeräts, an dem die Strahlungsquelle
und die Detektorvorrichtung angebracht sind, bestimmt und wird ein lineares Kodiergerät von Hand derart eingestellt,
dass das Zentrum des linearen Kodiergerätes mit dem Zentrum der Drehbewegung des Abtastgerätes fluchtet. Dieses Verfahren
schafft die Möglichkeit der Eichung bzw. Kalibrierung der Mittellage einer Translationsabtastbewegung für eine besondere Drehausrichtung
des Abtastgeräts; ferner schafft dieses Verfahren keine Kompensation'für Unregelmässigkeiten, die entweder im
Abtastgerät an sich oder im Kalibrierungsmechanismus bei anderen Winkeleinstellungen des Abtastgeräts eintreten. Demgemäss
schafft die vorgenannte Kalibrierungstechnik keine Maße, durch die das axial arbeitende tomografische System Exzentrizitäten
des Abtastgeräts oder der Kalibrierungsmittel korrigieren kann, wenn solche Exzentrizitäten dem Gerät innewohnend bei anderen
Winkeleinstellungen auftreten.
Gemäss den vorstehenden Angaben besteht der Hauptzweck
der Erfindung darin, ein neues Verfahren zur Eichung bzw. Kalibrierung eines axial arbeitenden tomografischen Abtastgerätes
zu schaffen. .
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Ferner "bezweckt die Erfindung, ein neues Verfahren zur
Kalibrierung eines axial arbeitenden tomografisehen Abtastgeräts
zu schaffen, das die Notwendigkeit beseitigt, das Zentrum der Drehung des Abtastgeräts von Hand mit der Mittelstellung
eines linearen Kodierungsgerätes (encoder) zur Deckung zu bringen.
Ausserdem bezweckt die vorliegende Erfindung, ein neues Verfahren zum Eichen bzw. Kalibrieren eines axial arbeitenden
tomografisehen Abtastgeräts zu schaffen, bei dem die tatsächliche
Mittellage eines in Translationsrichtung erfolgenden Abtastvorganges der Strahlungsquelle und der Detektorvorrichtung
für jede einer Vielzahl von Winkeleinsteilungen des Abtastgeräts
relativ zu dem Glied festgelegt wird, das zuvor auf das Zentrum der Drehbewegung des Abtastgeräts eingestellt
wurde.
Ferner bezweckt die vorliegende Erfindung, ein neues Verfahren zum Eichen bzw. Kalibrieren eines axial arbeitenden
tomografisehen Abtastgeräts zu schaffen, das eine Quelle zur Erzeugung einer durchdringenden Strahlung und eine Vielzahl
von Detektoren besitzt, wobei für jede Winkeleinstellung des Rahmens des Abtastgeräts, der ^Strahlungsquelle und die
Vielzahl von Detektoren trägt, die Mittelstellung für jede Translationsabtastbewegung der Strahlungsquelle und der
Detektoren für jeden Detektor relativ zu einem Glied bestimmt wird, das zuvor auf das Zentrum der Drehung des Abtastgeräts
eingestellt wurde.
Diese und weitere Zwecke der Erfindung, deren Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Einzelbeschreibung.
Die vorgenannten und weiteren Zwecke, Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass ein axial arbeitendes tomografisehes Abtastgerät
geschaffen wird, das einen Rahmen besitzt, der eine
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durchgehende Öffnung aufweist, in die das zu prüfende Objekt eingesetzt wird, und dass eine Quelle für durchdringende
Strahlung Und eine Detektorvorrichtung vorgesehen sind, die an dem -Rahmen angebracht sind und dazu dienen, einen oder
mehrere Bündel der durchdringenden Strahlung durch eine planare bzw. ebene Scheibe des Objekts ausgehend von der Strahlungsquelle
durchtreten und zu der Detektorvorrichtung treten zu lassen, dass ferner eine Drehvorrichtung vorgesehen ist, durch
die die Abtastvorrichtung zusammen mit der Strahlungsquelle und der Detektorvorrichtung, die an der Abtastvorrichtung angebracht
sind, um das Objekt herum in Drehung versetzbar sind, wobei eine Mehrzahl von Sätzen von Daten, die der übertragung
oder Absorption einer Vielzahl von Bündeln der durchdringenden Strahlung durch das Objekt entsprechen, gesammeOt werden, dass
ferner das vorgenannte Abtastgerät durch Anbringen einer Eich- bzw. Kalibriervorrichtung geeicht wird, wobei diese Vorrichtung
am Rahmen ein einstellbares Zentrierglied trägt, das in unmittelbarer Nähe des Zentrums der Drehbewegung des Abtastgeräts
eingestellt wird, dass ferner ein auf die Lage ansprechendes Anzeigegerät nahe dem zentrierten Glied angebracht wird,
das sich in unmittelbarer Nähe des Zentrums der Drehbewegung des Abtastgeräts befindet, dass man das Abtastgerät und dfe auf
diesem angebrachte Eich- bzw. Kalibriervorrichtung mindestens eine Drehung ausführen lässt und wenn nötig die Lage des Zentriergliedes
einstellt, bis das Zentrierglied sich mit dem Zentrum der Drehbewegung des Abtastgerätes deckt, wobei das
Zentrum der Drehbewegung durch das Minimum an Ablenkung des auf die Lage ansprechenden Anzeigegeräts bestimmt wird, wenn
das Zentrum mindestens im wesentlichen in Kontakt mit dem zentrierten Glied gehalten wird, und dass die Strahlungsquelle
und die Detektorvorrichtung gedreht werden und dass für jede Winkeleinstellung des die Strahlungsquelle und die Detektorvorrichtung
tragenden Rahmens (a) die Mittellage jedes Translationsabtastvorgangs relativ zu dem zentrierten Glied bestimmt
wird und/oder (b) - wenn eine Mehrzahl von Detektoren in Zusammenhang mit der Detektorvorrichtung für jede planare
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- 46.
Scheibe des geprüften Objekts verwendet wird - die Mittellage jedes Translationsabtastvorgangs für jeden Detektor relativ
zu dem zentrierten Glied bestimmt wird. In der tatsächlichen Praxis sind das Einstellen des : einstellbaren Zentriergliedes
auf unmittelbare Nähe zum Zentrum der Drehbewegung des Abtastgeräts
und sind die Placierung des auf die Lage ansprechenden Anzeigegeräts in der Nähe des zentrierten Gliedes, das sich
in unmittelbarer Nähe des Zentrums der Drehbewegung befindet, von Hand ausgeführte Arbeitsgänge. Nach der Drehung des Abtastgeräts
erfolgt eine weitere Einstellung der Lage des Zentriergliedes, wenn erforderlich, wiederum als ein von Hand durchgeführter
Vorgang. Wenn jedoch einmal festgelegt ist, dass sich das Zentrierglied mit dem Zentrum der Drehbewegung des Abtastgeräts
deckt, das durch ein Minimum an Abweichung des auf die Lage ansprechenden Anzeigegeräts bestimmt wird, dann wird die
folgende Bestimmung der unterschiedlichen zentralen Lage jedes Translationsabtastvorgangs selbsttätig durch die Vorrichtung
zur Datenverarbeitung durchgeführt, die dem axial arbeitenden tomografiechen System zugeordnet ist; die Ergebnisse der Datenverarbeitung
werden in einem Datenspeicher gespeichert und dienen zur darauffolgenden Bestimmung der Dämpfungskoeffizienten
für jedes einer Vielzahl von einzelnen Matrizenelementen, die der planaren Scheibe des zu analysierenden Objekts entsprechen.
Für jede Drehbewegung und Translationsbewegung des Rahmens und der darauf angebrachten Strahlenquelle und Detektorvorrichtung
wird im besonderen Fall die tatsächliche zentrale Lage jedes Translationsabtastvorgangs (für die besondere Winkeleinstellung
des Abtastgeräts) durch das Maximum an Abnahme der Strahlungstransmission (oder umgekehrt das Maximum der Zunahme der Strahlungsabsorption)
bestimmt, wie sie durch das Bündel von durchdringender Strahlung verursacht wird, die durch das jetzt genau
eingestellte Zentrierglied hindurchgeht. Diese Abnahme (oder diese Zunahme) der übertragenen Strahlung steht in Beziehung
zu einer besonderen Stellung an einem zugeordneten line aren Kodiergerätv Diese Bestimmung und Wechselbeziehung wird für jede
Winkeleinstellung des Abtastgeräts relativ zu dem zentrierten Glied wiederholt, und wenn eine Mehrzahl von Detektoren in Ver-
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- ψ-
bindung mit der Detektorvorrichtung verwendet wird, wie es bei einem System mit fächerförmigem Strahlenbündel geschieht, so
wird die zentrale Stellung jedes Translationsabtastvorganges für jeden Detektor bei jeder Winkeleinstellung des Abtastgeräts
bestimmt. Alle sich auf ablese Weise ergebenden Daten werden in dem Datenspeicher gespeichert und anschliessend während der
Verarbeitung der Transmissionsdaten oder Absorptionsdaten verwendet, die ursprünglich mit dem Abtastgerät (d.h. als Rohdaten)
erzielt wurden, so dass eine genaue Rekonstruktion der planaren Scheibe des der Prüfung unterzogenen Objekts hergestellt wird.
Wie oben angegeben, wird die Mittelstellung für jede Translationsabtastbewegung
relativ zu dem genau eingestellten zentrierten Glied für jede Winkeleinstellung des Rahmens bestimmt. Diese
Winkeleinstellung kann z.B. mit Winkeldrehungen von 1° vorgenommen werden (insbesondere für Systeme, bei denen ein einzelnes
Strahlenbündel der Strahlung in parallelen Linien durch die planare Scheibe des zu prüfenden Objekts während der Translationsabtastbewegung
der Strahlenquelle und der Detektorvorrichtung hindurchgeht); oder die Winkeleinstellung kann mit
mehreren Winkeldrehungen (at multi-angular rotations) bewirkt werden(insbesondere in dem Fall, dass ein fächerförmiges Strahlenbündel
der durchdringenden Strahlung durch das Objekt hindurch auf eine Vielzahl von Detektoren geleitet wird, z.B. mit Drehungen
von 12°, wobei 12 Detektoren vorgesehen sind, abgesehen von dem
Bezugsdetektor, und wobei die Winkelabstände je 1° betragen).
Wie oben angegeben, wird die gemessene zentrale Stellung jeder Translationsabtastbewegung (wahlweise für jeden einer Vielzahl
von Detektoren) in einem Datenspeicher gespeichert und anschließend während der Verarbeitung der Daten für die Strahlungstransmission
oder Strahlungsabsorption verwendet, die ursprünglich von dem Abtastgerät geliefert wurden, so dass sich eine sehr
genaue Rekonstruktion der planaren Schicht oder Scheibe des der Prüfung unterzogenen Objekts ergibt.
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264652t
fc
fa.
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich nachstehend anhand der Beschreibung im einzelnen in Verbindung
mit den Zeichnungen, und zwar zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer Eich- bzw. Kalibrierungsvorrichtung
gemäss der Erfindung;
Fig. 2 eine Seitenansicht von der rechten Seite des Eichgeräts nach Fig. 1 gesehen, und
Fig. 3 schematisch eine Ansicht des Systems eines axial arbeitenden
tomografischen Abtastgeräts zur Veranschaulichung
des Verfahrens zur Eichung gemäss der Erfindung.
In Fig. 1 und,2 ist ein Eich- bzw. Kalibrierungsgerät 10 dargestellt,
das ι eine Hinterplatte 12 und vier zylindrische Stäbe 14 aufweist. Je einer der Stäbe ist in der Nähe je einer rechtwinkligen
Ecke der Hinterplatte 12 angebracht! die Stäbe dienen dazu, die Hinterplatte 12 am Rahmen nahe der Öffnung zu befestigen,
die zur Aufnahme des Objekts bei einem axial arbeitenden tomografischen Abtastgerät· dient. Ein Zentrierglied 18 ist
einstellbar an der Hinterplatte 12 mittels eines drehbaren Schraubstücks 20 angebracht, das sich an der Hinterseite der
Hinterplatte 12 befindet. Nicht dargestellte Klemmschrauben an dem Zentrierglied und seinem Schraubstück dienen dazu, die
X- und Y-Koordinaten des Zentriergliedes einzustellen.
In Fig. 3 ist ein Abtastteil 40 eines axial arbeitenden tomograf
ischen Systems dargestellt, das eine Quelle 42 für Röntgenstrahlen enthält, das ein fächerförmiges Bündel von Röntgenstrahlen
durch eine planare Scheibe eines zu untersuchenden Objekts 44 strahlt, (z. Be den Kopf oder einen Körperteil eines
Patienten). Wie ersichtlich, ist das Objekt von einem Träger 46 umgeben, der im allgemeinen mit Wasser gefüllt ist; der
Träger ist seinerseits von einem (nicht gezeichneten) Kunststoffblock umgeben. Der Kunststoffblock besitzt eine zylindrische
Öffnung, die die Aussenseite des Trägers 46 umgibt. Der Kunst-
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< 41.
stoffblock dreht sich um den Träger, der während des radiografischen
Verfahrens eine ortsfeste Lage zum Objekt behält. Ein radialer Kollimator 47, der sich zwischen der Strahlungsquelle
42 und dem Objekt 44 befindet, teilt das Bündel von Röntgenstrahlen in eine fächerförmige Anordnung einer Mehrzahl von
kleineren Strahlenbündeln auf, z.B. zwölf kleineren Strahlenbündeln, von denen jedes eine Tiefe (in Richtung in die Papierebene hinein) von ungefähr einem Zentimeter und eine Dicke in
der Ebene des Fächers von ungefähr 1,2 Millimeter besitzt. Ein Kollimator 48, der sich zwischen dem Objekt 44 und einem Detektor
50 befindet, reduziert die '. ■ Wirkung des Compton-Effekts der gestreuten Strahlung, die von dem der Analyse unterzogenen
Objekt ausgeht. Der Detektor 50 kann z.B. eine Reihe von Photon-Detektoren aufweisen, die am Ausgabeende des Kollimators 48 angeordnet
sind und die dazu dienen, die einzelnen Strahlenbündel zu erfassen, die durch das Objekt 44 und den Kollimator 48 zu
den entsprechenden Detektoren hindurchgehen. Die Ausgabe der verschiedenen Detektoren wird in bekannter Weise einem Datenspeicher
52, der auch die Datenverarbeitung besorgt, zugeführt.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform dreht sich und verschiebt
sich das Abtastgerät 40 um das zu analysierende Objekt 44 herum. Insbesondere dreht sich das Abtastgerät 40 um eine
Umlaufachse 54, die vorzugsweise durch den mittleren Bereich der planaren Scheibe des zu prüfenden Objekts hindurchgeht.
Diese Rotationsachse ist zuvor dadurch festgelegt worden, dass das Kalibrierungsgerät 10 an dem Rahmen des Abtastgeräts 40 in
der Weise eingestellt wurde, wie es hier beschrieben wurde. Die Winkeldrehung des Abtastgeräts 40 1st in der Zeichnung durch
■den Winkel θ angezeigt. Zusätzlich erfolgt für jede Winkeleinstellung
des Abtastgeräts 40 mit der Strahlung des fächerförmigen
Strahlenbündels eine Abtastung seitlich quer zum Objekt 44. Genauer gesagt wird für jede Winkeleinstellungdes Abtastgeräts
die Strahlungsquelle 42 seitlich mittels eines Riementriebs 56
verschoben, und die genaue seitliche Einstellung der Strahlungsquelle 42 wird durch ein die seitliche Lage steuerndes Gerät
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zur Ablesung einer Skala (encoder 58) beiffi'/»^ » das optisch
ausgelesen wird, wobei die Ausgabe des Geräts dem einen Dateneingang des Geräts 52 zum Speichern und Verarbeiten der Daten
zugeführt wird. ·
In gleicher Weise wird die Winkeleinstellung (angular orientation)
des Abtastgeräts durch die Winkellage eines Kodiergeräts 60 (angular.position encoder) festgestellt, dessen Ausgabe dem
Gerät 52 zur Speicherung und Verarbeitung der Daten zugeführt
wird. Bei einem als Beispiel zu beschreibenden System besitzt die Detektorvorrichtung 50 zwölf Einzeldetektoren, abgesehen
von dem Bezugsdetektor, und wird das Abtastgerät 40 mit aufeinanderfolgenden Schritten von 12° um das Objekt 44 herum gedreht.
Zwischen den aufeinanderfolgenden Drehungen werden die Strahlungsquelle 42 und der Detektor 50, die sich auf entgegengesetzten
Seiten des Objekts 44 befinden, entlang der seitlichen Abmessung des zu analysierenden Objekts verschoben. Dieser Vorgang
wird wiederholt, bis genügend Daten erzeugt worden sind, die in der üblichen Weise in dem Gerät zur Datenspeicherung
und zur Datenverarbeitung verarbeitet sind, oder bis eine Reihe von gespeicherten und verarbeiteten Daten-Einheiten 52 eine
genügende Anzahl von Schwächungskoeffizienten für jedes einer Anzahl einzelner Matrizenelemente der planaren Scheibe des
zu analysierenden Objekts liefert, so dass durch die Darstellungsvorrichtung 62 eine Rekonstruktion der inneren Konfiguration
des Objekts geliefert wird, nach dem die verarbeiteten Daten in einem Aufzeichnungsgerät 64 aufgezeichnet und gespeichert
worden sind.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur sog. Kalibrierung bzw.
Eichung (calibration) wird nachstehend anhand der Fig. 3 beschrieben. Um eine besondere Winkeleinstellung des Abtastgeräts
40 herzustellen, wie sie z.B. in ausgezogenen Linien in Fig. 3 dargestellt ist, wird das Kalibriergerät 10 am Rahmen
des Abtastgeräts befestigt und wird das zentrale Glied 18 von Hand annähernd auf'das Zentrum der Drehbewegung des Abtastgeräts
eingestellt. Hierauf wird das auf die Lage ansprechende
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Anzeigegerät, z.B. eine an sich bekannte drehbare Einstellscheibe,
die mit dem Rahmen nicht in Berührung steht (d.h. die davon unabhängig ist und z.B. fest von dem Boden oder einem anderen
Objekt getragen wird, das seinerseits fest von dem Boden getragen wird) in die Nähe des annähernd zentrierten Gliedes gebracht;
das Abtastgerät und das darauf angebrachte Kalibrierungsgerät werden nun mit mindestens einer Umdrehung gedreht und, wenn
nötig, wird das Zentrierungsglied von Hand eingestellt. Dieses Verfahren der Drehung und Einstellung wird wiederholt, bis das
Zentrierungsglied sich mit dem Zentrum der Drehbewegung des Abtastgeräts deckt, wie es sich durch ein Minimum der Ablenkung
der Drehscheibe des Anzeigegeräts bestimmt. Hierauf wird für eine gegebene WinleLeinstellung des Abtastgeräts, z.B. wieder
die in ausgezogenen Linien gezeigte Einstellung, die Strahlungsquelle 42 seitlich entlang der Querabmessung des Objekts 44
verschoben und wird die Mittellage des drehbaren Tasters (wie sie sich durch das Maximum der Abnahme der Strahlungsübertragung
oder das Maximum der Zunahme der Absorption des durchdringenden Strahlenbündels zufolge des Vorhandenseins des zentrierten
Gliedes 18 bestimmt) zugeordnet zu einer Auslesung an dem linearen Kodiergerät 58; die resultierende gemessene Mittellage
wird in dem Gerät 52 zur Speicherung und Verarbeitung der Daten gespeichert. Das Abtastgerät wird dann in eine andere
Winkellage gedreht, z.B. diejenige, wie sie in strichpunktierten Linien in Fig. 3 gezeigt ist; dieses.Verfahren der linearen
Verschiebung wird wi-ederholt, wobei im allgemeinen eine etwas
andere Mittellage für die Translationsabtastbewegung durch das lineare Kodiergerät 58 bestimmt und in dem Gerät 52 zur Speicherung
und Verarbeitung der Daten·gespeichert wird. Dieses" Verfahren
wird für jede der Winkellagen wiederholt, die das Abtastgerät während aufeinanderfolgender Prüfungsvorgänge am tatsächlichen
Objekt einnimmt. Auf diese Weise wird die Mittellage für jeden Translationsabtastvorgang der Strahlungsquelle 42
bestimmt, wobei die aufeinanderfolgend mit dem System erzielen
Daten für die Strahlungsübertragung oder die S tr a1" lungs ab sorption
dem Zentrum der Rotation des Abtastgeräts gei au zv.georc et
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werden können und demzufolge genaue Rekonstruktionen des der Prüfung unterzogenen Körpers erzielt werden können. Ausserdem
kann wie bei dem System nach Fig. 3 die Mittellage jedes" Translationsabtastvorgangs
für jeden-Detektor .in einer Multidetektorvorrichtung
relativ zu 'dem zentrierten Glied bestimmt werden. Auf diese Weise ergeben sich Zuordnungsdaten, die gleichfalls
in dem Gerät 52 für Datenspeicherung und Datenverarbeitung gespeichert -werden, das dazu dient, sehr genaue Rekonstruktionen
der planaren Scheibe des der Analyse unterzogenen Objekts herzustellen.
Das hier beschriebene Verfahren zur Eichung bzw. zur Aufzeichnung von Abtastergebnissen ist in Verbindung mit axial arbeitenden
tomografischen Abtastgeräten verschiedener Ausführungsformen
anwendbar. Zum Beispiel besitzt das Abtastgerät bei einer Ausführungsform eine Strahlungsquelle von Röntgen- oder Gammastrahlen,
die dazu geeignet ist, ein Strahlenbündel durch eine planare oder ebene Scheibe des zu prüfenden Objekts hindurchzustrahlen,
ferner besitzt sie eine Detektorvorrichtung zum Erfassen des durchgestrahlten Strahlenbündels, nachdem es durch das Objekt
hindurchgegangen ist, und.eine Vorrichtung, die die Strahlungsquelle
und die Detektorvorrichtung während der radiografischen Prüfung um das Objekt herum aufeinanderfolgend verschiebt und
dreht. Eins)lches Abtastgerät ist z.B. in der U.S.-Patentschrift
3 778 614 dargestellt. Bei einer anderen Ausführungsform, wie
sie in der schwebenden US-Patentanmeldung Serial No. 528 026 vom 29. Nov. 1974, Anmelder Douglas Boyd et al, gezeigt ist,
wird ein fächerförmiges Strahlenbündel von durchdringender Strahlung durch die Scheibe des zu analysierenden Objekts hindurch
zu einer auf Strahlung ansprechenden Detektorvorrichtung geleitet, die eine Mehrzahl von Einzeldetektoren besitzt, von denen ein
Satz von Daten abgeleitet wird, die der Übertragung oder Absorption der durch das Objekt hindurchdringenden Strahlung entsprechen,
welche entlang einer Vielzahl divergenter Linien erfolgt und von der Strahlungsquelle zu dem Detektor geht. Für unterschiedliche
Dreh\iinkel des fächerförmigen Strahlenbündels relativ
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zu der Mitte der zu analysierenden Scheibe erhält man eine Anzahl von Sätzen der vorgenannten Daten. Fächerförmige Durchstrahlung
kann auch in Verbindung mit Abtastgeräten verwendet werden, die seitliche Translationsbewegung der Strahlungsquelle
und des Detektors notwendig machen. Das erfindungsgemässe Verfahren
zur Eichung bzw. Auswertung ist in Verbindung mit jeder der vorgenannten Ausführungsformen, ferner mit anderen, computergesteuerten,
axial arbeitenden tomografischen Geräten, die sich
von den oben genannten Ausführungsformen unterscheiden, oder in Verbindung mit Röntgenstrahlen- oder Garnmastrahlen-Diagnosegeräten
und mit Geräten anwendbar, die eine genaue Zuordnung einer Mehrzahl von Mittellagen der Translationsabtastvorgänge
für jede einer Vielzahl von Winkeleinsteilungen einer Strahlungsquelle
und einer Detektorvorrichtung relativ zu dem Zentrum der Drehbewegung des Abtastgeräts erfordern. Auf die U.S.-PS
3 778 614 und die schwebende US-Anmeldung 52S 026 vom 29. Nov.
1974 ist in der vorliegenden Anmeldung insoweit Bezug genommen, wie es notwendig ist, um die vorliegende Erfindung vollständig
verständlich zu machen.
Es ergibt sich für den Fachmann, dass an den vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen verschiedene Änderungen vorgenommen und Äquivalente eingesetzt werden können, ohne den Rahmen des
Erfindungsgedankens zu verlassen.
-Ansprüche-
709816/0386
/S.
Leerseife
Claims (1)
14. Oktober 1976 3^ι±βχ (U-S-A·) Inc·
-PA-775
Patent- bzw. Schutzansprüche
1. Verfahren zum Eichen " . -
eines axial arbeitenden tomografischen Abtastgeräts,
dadurch gekennzeichnet, dass das axial arbeitende tomografische
Abtastgerät einen Rahmen besitzt, der eine Öffnung aufweist, die zur Aufnahme des zu prüfenden Objekts bestimmt ist,
dass an diesem Rahmen eine Quelle (42) für eine durchdringende Strahlung und eine Detektorvorrichtung (50) angebracht sind,
dass ein oder mehrere Bündel der durchdringenden Strahlung von dieser Strahlungsquelle zu der Detektorvorrichtung geleitet
werden, dass eine Vorrichtung zum Drehen des Rahmens zusammen mit der Strahlungsquelle und der Detektorvorrichtung
vorgesehen ist, die um die Öffnung des Rahmens herum an diesem angebracht sind, dass eine Vorrichtungvorgesehen ist,
durch die der Strahlungsquelle und der Detektorvorrichtung seitlich quer zur Öffnung zwischen aufeinanderfolgenden
Drehungen des Rahmens mittels der Drehvorrichtung Translationsbewegungen erteilt werden, 'dass ein Zentrierglied auf
Deckung mit dem Zentrum der Drehbewegung des Rahmens für eine erste Winkeleinstellung des Rahmens eingestellt wird, dass
der Rahmen um seine Öffnung gedreht und um das eingestellte Zentrierglied darin gedreht wird, dass ferner die Strahlungsquelle
und die Detektorvorrichtung seitlich quer zur Öffnung verschoben werden, und dass für jede einer Vielzahl von unterschiedlichen
Winkeleinstellungen des Rahmens die Mittellage jeder Translationsabtastbewegung relativ zum zentrierten
Glied bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Zentrierglieds auf Deckung mit dem Mittelpunkt
der Drehbewegung des Rahmens die Anordnung eines Eich-
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gliedes enthält, das an diesem Rahmen ein einstellbares Zentrierglied trägt, wobei das einstellbare Zen^rierglied
in "unmittelbare Nähe des Mittelpunkts bzw. Zentrums der Drehbewegung des Rahmens eingestellt wird, dass ein auf
die Lage ansprechendes Anzeigegerät in die Nähe des naheliegenden zentrierten Gliedes gebracht wird, dass man ferner
den Rahmen und das daran befestigte Eichglied minde-stens eine Umdrehung machen lässt, und dass, wenn nötig, die Lage des
Zentriergliedes eingestellt wird, bis sich dieses in Deckung mit dem Mittelpunkt der Drehbewegung des Rahmens befindet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (42) ein divergentes, fächerförmiges Strahlenbündel
zu der Detektorvorrichtung (50) hin abgibt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellage jedes Translationsabtastvorgangs durch Ermitteln
der maximalen Differenz zwischen Strahlungsübertragung oder Absorption bestimmt wird, die durch die durchdringende
Strahlung verursacht wird, welche durch das zentrierte Glied während der seitlichen Translationsbewegung der Strahlungsquelle und der Detektorvorrichtung kreuzend durch dieses
Glied hindurchgeht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die festgelegte Mittellage jedes der Translationsabtastvorgänge
in einem Datenspeicher gespeichert wird.
6. Verfahren zum Eichen
eines axial arbeitenden tomografischen Abtastgeräts, dadurch
gekennzeichnet, dass das axial arbeitende tomografische Abtastgerät einen Rahmen besitzt, der eine Öffnung aufweist,
die zur Aufnahme des zu prüfenden Objekts bestimmt ist, dass an diesem Rahmen eine Quelle (42) für eine durchdringende
Strahlung und eine Detektorvorrichtung (50) angebracht sind,
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dass am Rahmen eine Anzahl von Detektoren angebracht ist, die der Detektorvorrichtung zugeordnet sind, dass die
Strahlungsquelle und die Detektorvorrichtung .dazu eingerichtet sind, eine Mehrzahl von Bündeln einer durchdringenden
Strahlung von der Strahlungsquelle zu der Detektorvorrichtung zu leiten, dass.eine Vorrichtung vorgesehen ist, durch
die der Rahmen zusammen mit der Strahlungsquelle und der Detektorvorrichtung, die am Rahmen angebracht sind, um die
Öffnung des Rahmens drehbar sind, dass eine Vorrichtung vorgesehen ist, durch die der Strahlungsquelle und der Detektorvorrichtung
seitlich quer zur Öffnung zwischen aufeinanderfolgenden Drehungen des Rahmens Translationsbewegungen
erteilt werden, dass ein Zentrierglied auf Deckung mit dem Mittelpunkt der Drehbewegung des Rahmens für eine erste
V/inkeleinstellung des Rahmens eingestellt wird, dass der
Rahmen um seine Öffnung herum gedreht und das eingestellte Zentrierglied darin gedreht wird, dass die Strahlungsquelle
und die Detektorvorrichtung seitlich quer zur Öffnung verschoben werden und dass für jede eina" Vielzahl von Detektoren
an jeder einer Vielzahl von unterschiedlichen Winkeleinstellungen des Rahmens die Mittellage jedes Translationsabtastvorgangs
relativ zu dem zentrierten Glied bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen des Zentriergliedes auf Deckung mit dem
Zentrum der Drehbewegung des Rahmens in der Anbringung einer Kalibriervorrichtung besteht, die ein an dem Rahmen
angebrachtes einstellbares Zentrierglied trägt, wobei die Lage des einstellbaren Zentrierglieds möglichst nahe auf
das Zentrum der Drehbewegung des Rahmens eingestellt wird und ein auf die Lage ansprechendes Anzeigegerät nahe dem
Zentrierten Glied angebracht wird, und dass man diesen Rahmen
und die darauf angebrachte Kalibriervorrichtung mindestens eine Umdrehung machen lässt und wenn nötig die Lage
des Zentriergliedes einstellt, bis dieses Glied sich in Deckung mit dem Zentrum der Drehbewegung des Rahmens befindet.
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8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die Strahlungsquelle ein divergentes fächerförmiges Strahlenbündel
gegen die Detektorvorrichtung strahlt.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellage jedes Translationsabtastvorganges durch Ermitteln
der maximalen Differenz zwischen Strahlungsübertragung oder Absorption bestimmt wird, die durch die durchdringende Strahlung
verursacht werden, welche während der seitlichen Translationsbewegung
der Strahlungsquelle und der Detektorvorrichtung kreuzend durch das zentrierte Glied hindurchgeht.
10.· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Mittellage für jeden der Detektoren für jede
Translationsabtastbewegung in einem Datenspeicher gespeichert wird.
Der Patentanwalt
7098 1 6/038S
Applications Claiming Priority (1)
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- 1976-10-19 JP JP51125428A patent/JPS5250695A/ja active Pending
- 1976-10-19 FR FR7631420A patent/FR2329132A1/fr not_active Withdrawn
Also Published As
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