DE2744226A1

DE2744226A1 - Schichtgeraet zur herstellung von transversalschichtbildern

Info

Publication number: DE2744226A1
Application number: DE19772744226
Authority: DE
Inventors: Martin Ing Grad Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1977-09-30
Publication date: 1979-04-12
Also published as: GB2005953A; US4187430A; GB2005953B; FR2404427B2; DE2744226C2; FR2404427A2

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München 1 VPA 77 P 5093 BRD

Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern

Die Erfindung betrifft ein Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjekts mit einer Strahlenmeßanordnung, die eine Strahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes, fächerförmiges Strahlenbündel 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 Drehvorrichtung für die Meßanordnung zur Durchstrahlung des Aufnahmeobjekts aus verschiedenen Richtungen 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, bei dem der Strahlenempfänger zwei oder mehr parallel zueinander und nebeneinander angeordnete Detektorreihen aufweist, von denen jede je einem bestimmten Körperbereich zugeordnet ist und in ihrer Länge dem zugeordneten Körperbereich entspricht, bei dem die Detektorzahl pro Längeneinheit einer Detektorreihe umso größer ist, je kürzer die Detektorreihe ist, bei dem eine Steuervorrichtung für den Strahlenempfänger vorhanden ist, die die wahlweise Erfassung des Röntgenstrahlenbündels durch jeweils eine Detektorreihe ermöglicht und bei dem vor jeder Detektorreihe je ein Kollimator mit auf die Strahlenquelle ausgerichteten Lamellen angeordnet ist.

Tp 5 Ler / 3.8.1977

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Bei einem Schichtgerät dieser Art kann beispielsweise eine kurze iind eine lange Detektorreihe vorgesehen sein, deren Detektorzahlen gleich sind. Die kurze Detektorreihe kann dabei zur Abbildung eines Querschnitts durch den Hals oder den Kopf eines Patienten dienen und ergibt dabei eine gute Ortsauflösung aufgrund der feineren Teilung. Die lange Detektorreihe kann zur Anfertigung von Transversalschichtbildern im Bereich des Rumpfes eines Patienten dienen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schichtgerät dieser Art so auszubilden, daß die Ausgangssignale der Detektoren exakt der empfangenen Primärstrahlung entsprechen, daß also Störeinflüsse infolge von Luftfeuchtigkeitschwankungen sowie infolge von Streustrahlung ausgeschaltet sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Strahlenrichtung gesehen nach dem Kollimator für jede Detektorreihe je eine licht- und luftdichte Kammer vorgesehen ist und daß zwischen den beiden Kammern und den beiden Kollimatoren eine Trennwand aus strahlenabsorbierendem Material angeordnet ist. Die Luftfeuchtigkeitsverhältnisse in den Kammern sind wegen des dichten Abschlusses der Kammern weitgehend konstant. Die Trennwände zwischen den beiden Kammern und den beiden Kollimatoren verhindern weitgehend ein Eindringen von Streustrahlung in die die zur Messung der Primärstrahlung benutzte Detektorreihe aufnehmende Kammer.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: 30

Fig. 1 ein Röntgenschichtgerät zur Erläuterung der Erfindung,

Fig. 2 den Strahlenempfänger des Röntgenschichtgeräts gemaß Figur 1 in einer Ansicht von oben in Verbindung

mit dem zugeordneten Meßwertumformer,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Meßanordnung bei dem Schichtgerät gemäß Figur 1, und

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Fig. 4 den konstruktiven Aufbau des Strahlenempfängers des Geräts gemäß Figur 1.

Bei dem Röntgenschichtgerät gemäß Figur 1 ist ein Patient 1 auf einer Liege 2 gelagert und wird von einem fächerförmigen Röntgenstrahl enbündel 3 durchstrahlt. Das Röntgenstrahlenbündel 3 geht vom Fokus 4 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 Körperschicht 7 so groß ist, daß der gesamte Patient 1 durchsetzt wird. In Strahlenrichtung gesehen nach dem Patienten ist ein Strahlenempfänger 8 angeordnet, welcher aus zwei parallel zueinander und nebeneinander angeordneten Detektorreihen 9 und 10 besteht. Vor jedem der Detektoren 9a, 9b usw. und 10a, 10b usw. der Detektorreihen 9 und 10 ist je ein Kollimator angeordnet. In der Figur 1 sind die Kollimatoren 11 und 12 der Detektoren 9a und 10a schematisch dargestellt.

Zur Abtastung des Patienten 1, z.B. der Schicht 7» wird die Meßanordnung 5, 8 um 360° um den Patienten um die Achse 1a gedreht. Die Abtastung kann dabei in der Weise erfolgen, daß beispielsweise die Röntgenröhre 5» die von einem Röntgengenerator 16 gespeist wird, pro Winkelgrad einmal gepulst wird, so daß bei beispielsweise 256 Detektoren pro Detektorreihe bei einem Abtastvorgang 256 χ 360 Meßsignale einem Meßwertumformer 13 zugeführt werden. Die Drehung erfolgt durch eine Drehvorrichtung 17, welche ein Gestell 18 mit der Meßanordnung 5, 8 dreht. Der Meßwertumformer 13 enthält einen Computer, welcher aus den Meßwertsignalen ein Bild der durchstrahlten Körperschicht berechnet. Zur Wiedergabe dieses Bildes ist der Meßwertumformer 13 an einem Sichtgerät 14 angeschlossen.

Die Meßsignale während einer Drehung der Meßanordnung 5, 8 werden jeweils nur von einer der Detektorreihen 9 und 10 geliefert. Bei dem Beispiel liefert die Detektorreihe 9 die Meßsignale, während die Detektorreihe 10 hinter einer strahlenundurchlässigen Blende 19 liegt. Soll die Detektorreihe 10 zur Erzeugung der Meßsignale herangezogen werden, so wird sie durch eine

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Steuervorrichtung 8b, beispielsweise einen Elektromagneten, über eine Stange 8c in das Röntgenstrahlenbündel 3 gezogen. Die Detektorreihe 9 liegt dann hinter einer strahlenundurchlässigen Blende 20.
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Aus der Figur 2 geht hervor, daß die Teilung der Detektorreihe 10 feiner ist als die Teilung der Detektorreihe 9. Bei dem Beispiel ist die Detektorzahl jeder Detektorreihe 9, 10 gleich und jeweils einander entsprechende Detektoren der Detektorreihen 9, 10 sind parallel an einem Integrator des Meßwertumformers 13 angeschlossen. In der Figur 2 ist dies nur für die Detektoren 9a und 10a gezeigt. Diese Detektoren sind an einem Integrator 21 angeschlossen. Jedem der bei dem Beispiel 256 Eingangskanäle eines Computers 22 ist dabei je ein Integrator zugeordnet, an dem jeweils zwei Detektoren angeschlossen sind. Die Integratoren halten das Ausgangssignal des jeweiligen Detektors so lange, bis es vom Computer 22 übernommen worden ist und werden dann gelöscht. Die Abfrage der Ausgangssignale der Integratoren erfolgt durch den Computer 22 in der Weise, daß die Ausgangssignale der Integratoren nacheinander ausgelesen werden. Jedes Eingangssignal für einen Integrator stammt jeweils nur von einem Detektor, da jeweils nur eine Detektorreihe gemäß Figur 1 die aus dem Patienten 1 austretende Röntgenstrahlung erfaßt und mißt.

Aus der Figur 3 geht deutlich horvor, daß die Längen der Detektorreihen 9 und 10 den Abmessungen der zugeordneten Körperbereiche entsprechen. Die Detektorreihe 9 ist dabei dem Rumpf des Patienten 1, d.h. einer verhältnismäßig breiten Körperschicht zugeordnet, während die Detektorreihe 10 dem Hals- und Kopfbereich des Patienten 1, d.h. einer verhältnismäßig schmalen Körperschicht zugeordnet ist.

Aus den Figuren 2 und 3 geht hervor, daß die Detektorzahl pro Längeneinheit einer Detektorreihe umso größer ist, je kurzer die Detektorreihe ist. Dadurch ist erreicht, daß die Ortsauflösung bei kleinen untersuchten Körperschichten, die mit der Detektorreihe 10 untersucht v/erden, größer ist als bei großen untersuchten Körperschichten, die mit der Detektorreihe 9 untersucht v/erden.

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Der in der Figur 4 gezeigte Schnitt durch den Strahlenempfänger zeigt, daß die Kollimatoren 11 und 12 für jeden Detektor einen Schacht aufweisen, der durch zwei auf die Röntgenröhre 5 ausgerichtete Lamellen begrenzt ist. In der Figur 4 sind die beiden Lamellen 23 und 24 sichtbar. Die Seitenwände 25 und 26 der Kollimatoren 11 und 12, die beispielsweise aus Stahl bestehen können, sind nach unten verlängert und besitzen eine Stufe, auf der eine für Röntgenstrahlen durchlässige, lichtdichte Wand 27 dicht aufliegt. An den Enden der Seitenwände 25 und 26 liegt eine lichtdichte Wand 28 luftdicht auf.

Durch die Wände 25 bis 28 werden zwei licht- und luftdichte Kammern 29, 30 begrenzt, in denen die beiden Detektorreihen 9 und 10 angeordnet sind. In der Figur 4 sind dabei wieder die Detektoren 9a und 10a gezeigt. Jeder Detektor besteht aus einer Leuchtschicht 31, 32 und einer lichtempfindlichen Diode 33, 34, deren Anschlüsse nach außen geführt sind. Zwischen den Kammern 29, 30 liegt eine für Röntgenstrahlen undurchlässige Trennwand 35, beispielsweise eine Tantalwand. Die beiden Kollimatoren 11 und 12 sind durch eine Stahlwand 36 voneinander getrennt, in deren Innerem ebenfalls eine für Röntgenstrahlen undurchlässige Wand 37 aus strahlenabsorbierendem Material, z.B. aus Tantal, angeordnet ist.

Die Wände 35 und 37 verhindern, daß Streustrahlung in der gezeichneten Stellung des Strahlenempfängers durch die Wand 36 in die Kammer 30 eindringt und ein unerwünschtes 'Ausgangssignal des Detektors 10a erzeugt. Aufgrund der licht- und luftdichten Anordnung sowie der elektrischen Abschirmung der Detektorreihen 9 und 10 in den Kammern 29, 30 sind die Ausgangssignale der Detektoren 9a, 10a usw. weitgehend unabhängig von Umwelteinflüssen.

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Claims

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Patentanspruch

Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjekts mit einer Strahlenmeßanordnung, die eine Strahlenquelle, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes fächerförmiges Strahlenbündel 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 Drehvorrichtung für die Meßanordnung zur Durchstrahlung des Aufnahmeobjekts aus verschiedenen Richtungen 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, bei dem der Strahlenempfänger zwei oder mehr parallel zueinander und nebeneinander angeordnete Detektorreihen aufweist, von denen jede je einem bestimmten Körperbereich zugeordnet ist und in ihrer Länge dem zugeordneten Körperbereich entspricht, bei dem die Detektorzahl pro Längeneinheit einer Detektorreihe umso größer ist, je kurzer die Detektorreihe ist, bei dem eine Steuervorrichtung für den Strahlenempfänger vorhanden ist, die die wahlweise Erfassung des Röntgenstrahlenbündels durch jeweils eine Detektorreihe ermöglicht und bei dem vor jeder Detektorreihe je ein Kollimator mit auf die Strahlenquelle ausgerichteten Lamellen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Strahlenrichtung gesehen nach den Kollimatoren (11, 12) für jede Detektorreihe (9, 10) je eine licht- und luftdichte Kammer (29, 30) vorgesehen ist und daß zwischen den beiden Kammern (29, 30) und den beiden Kollimatoren (11, 12) eine Trennwand (35, 37) aus strahlenabsorbierendam Material angeordnet ist.

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