DE2951857A1

DE2951857A1 - Roentgendiagnostikanlage mit einer aufnahmeeinheit mit einer roentgenroehre, die ein faecherfoermiges strahlenbuendel aussenden kann

Info

Publication number: DE2951857A1
Application number: DE19792951857
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr.-Ing. 8520 Erlangen Pfeiler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1981-07-02
Also published as: US4398302A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 79 P 5134 BRD

Röntgendiagnostikanlage mit einer Aufnahmeeinheit mit einer Röntgenröhre, die ein fächerförmiges Strahlenbündel aussenden kann

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikanlage mit einer Aufnahmeeinheit mit einer Röntgenröhre, die ein fächerförmiges Strahlenbündel aussenden kann, mit einem Strahlendetektor zum Empfang der aus dem Aufnahmeobjekt austretenden Strahlung, der dem empfangenen Strahlenprofil entsprechende elektrische Ausgangssigna-Ie liefert, mit Mitteln zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der Lagerungsvorrichtung für das Aufnahmeobjekt einerseits und dem Strahlenbündel andererseits und mit einem Meßwertumformer mit einem Sichtgerät, der aus den Detektorausgangssignalen das dem Bewegungsbereich entsprechende Röntgenschattenbild bestimmt und wiedergibt.

Eine Röntgendiagnostikanlage dieser Art ist in der US-PS 31 01 407 beschrieben. Bei dieser Röntgendiagno-25

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VPA 79 P 5134 BRD stikanlage wird die aus Röntgenröhre und Strahlendetektor bestehende Aufnahmeeinheit in der Längsrichtung der Lagerungsvorrichtung verschoben, so daß aus den Ausgangssignalen des Strahlendetektors ein Röntgenschattenbild aufgebaut werden kann. Eine Röntgendurchieuchtung ist mit dieser Anlage nur unvollkommen möglich, denn für eine Röntgendurchleuchtung ist eine sehr schnelle Hin- und Herbewegung der Aufnahmeeinheit erforderlich, was in der Praxis schwer zu realisieren ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,· eine Röntgen diagnostikanlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine schnelle Bewegung der Aufnahmeeinheit und damit eine Röntgendurchleuchtung, auch bei Verwendung eines aus einer Reihe von Einzeldetektoren bestehenden Strahlendetektors, d.h. eine kontinuierliche Bilderzeugung, möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bewegung eine Drehbewegung um eine Achse ist, die durch den Fokus der Röntgenröhre und den Strahlendetektor geht, daß das Sichtgerät nach Art eines Radarsichtgerätes ausgebildet ist, bei dem eine Anzahl von konzentrischen Bildpunktkreisen geschrieben wird, von denen jeder über ein Übertragungsnetzwerk einem bestimmten Platz des Strahlendetektors zugeordnet ist und in seiner Helligkeit dem Ausgangssignal des Strahlendetektors an diesem Platz entsprechend moduliert wird und daß Mittel zur Synchronisierung des Schreibvorganges mit der Drehbewegung vorhanden sind, so daß die Kreise vollständig geschrieben sind, wenn ein Abtastvorgang beendet ist. Bei der erfindungsgemä'ßen Röntgend!agnostikanlage kann die Aufnahmeein-

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VPA 79 P 5134 BRD heit dauernd mit einer relativ hohen Winkelgeschwindigkeit rotieren, so daß eine flackerfreie Durchleuchtung möglich ist. Die Aufnahmeeinheit kann auch so ausgebildet sein, daß mehrere Strahlenbündel auf mehrere gekreuzte Detektorarrays wirken.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 eine Röntgendiagnostikanlage nach der Erfindung und

Fig. 2 eine Einzelheit der R.öntgendiagnostikanlage nach Fig. 1.

In der Zeichnung ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die von einem Röntgengenerator 2 gespeist wird und ein fächerförmiges Strahlenbündel 3 aussendet, das auf einem Strahlendetektor 4 auftrifft. Der Strahlendetektor 4 besteht aus einer Reihe von Einzeldetektoren, von denen jeder ein der empfangenen Strahlungsintensität entsprechendes Ausgangssignal einem Multiplexer 5 zuführt. Vom Multiplexer 5 werden die Signale über einen Vorverstärker 6 und einen Hauptverstärker 7 einer Kathodenstrahl-Bildwiedergaberöhre 8, und zwar einem Steuergitter 9 dieser Bildwiedergaberöhre 8, zur Helligkeitsmodulation zugeführt. Die Ablenkspannungen für die Bildwiedergaberöhre 8 werden von einem Kippgenerator 19 erzeugt.

Die dargestellte Röntgendiagnostikanlage dient zur Erzeugung von Schattenbildern eines Patienten 10, der auf einer Lagerstatt 11 ruht. Hierzu kann die aus der 35

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Röntgenröhre 1 und dem Strahlendetektor 4 bestehende Aufnahmeeinheit um eine Achse 12 rotieren, die durch den Fokus der Röntgenröhre 1 und etwa die Mitte des Strahlendetektors 4 verläuft.

. Die Bildwiedergaberöhre 8 bildet ein Sichtgerät nach Art eines Radarsichtgerätes, bei dem eine Anzahl von konzentrischen Bildpunktkreisen geschrieben wird, von denen jeder über das Übertragungsnetzwerk 5, 6, 7 einem bestimmten Einzeldetektor im Strahlendetektor 4 zugeordnet ist und in seiner Helligkeit dem Ausgangssignal des zugeordneten Einzeldetektors entsprechend moduliert wird. Auf diese Weise entsteht bei der Dauerrotation der Aufnahmeeinheit 1, 4 auf dem.Bildschirm der BiIdwiedergaberöhre θ ein Röntgenschattenbild, das dem Bewegungsbereich der Aufnahmeeinheit 1, 4 entspricht. Unter diesem Bewegungsbereich ist derjenige Ausschnitt aus dem durch die Randstrahlen des Strahlenbündels 3 festgelegten Kegel zu verstehen, in dem der Patient liegt.

Durch den Multiplexer 5 erfolgt eine schnelle zeitlich aufeinanderfolgende Übertragung der Ausgangssignale der Einzeldetektoren des Strahlendetektors 4 zur Bildwiedergaberöhre 8. Dieser Multiplexer wird in der Praxis selbstverständlich elektronisch realisiert, wie auch die Detektorsignale vorverstärkt und für die Übernahme durch den Multiplexer, z.B. durch eine Abtast- und Halteschaltung, vorbereitet werden.

Verfolgt man bei der Rotation einen Einzeldetektor des Strahlendetektors 4, so ergibt sich, daß die Verbindungslinie Fokus-Einzeldetektor auf einem Kegelmantel läuft, der einen Basisdurchmesser hat, der der doppel-

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ten Entfernung Einzeldetektor-Drehachse 12 entspricht. Für die Datenübertragung von dem rotierenden Strahlendetektor 4 zum feststehenden Vorverstärker 6 ist eine rotierende Signalkupplung erforderlich.

Bei dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel ist, wie oben bereits ausgeführt ist, jedem der vom Kathodenstrahl der Bildwiedergaberöhre 8 geschriebenen Kreise je ein Einzeldetektor des Strahlendetektors 4 zugeordnet. Die Zuordnung ist in der Weise vorgesehen, daß dem äußersten Detektor der äußerste Kreis, dem darauffolgenden Detektor der darauffolgende Kreis usw. zugeordnet ist. Dem mittleren Kreis auf dem Bildschirm der Bildwiedergaberöhre 8 ist also der mittlere Einzeldetektor des Strahlendetektors 4 zugeordnet. Es ist dabei möglich, eine Versetzung der Einzeldetektoren von der Mitte aus gesehen zu erreichen, so daß tatsächlich jedem Kreis nur ein Einzeldetektor zugeordnet ist. In diesem Fall beschreiben nämlich beispielsweise die Einzeldetektoren 4a und 4b unterschiedliche Kreisbahnen. Die Drehachse geht also nicht genau durch die Detektormitte, sondern durch einen der der Detektormitte am nächsten liegenden Einzeldetektoren. Im Extremfall erhält man einen Strahlendetektor, bei dem der Drehpunkt in einem Randdetektor liegt.

Eine Variante des Strahlendetektors wäre ein stationär angebrachter Röntgenbildverstärker, vor dem eine Schlitzblende synchron mit der das Röntgenstrahlenbündel 3 einblendenden Schlitzblende 3a rotiert. In diesem Fall würde zweckmäßigerweise eine Fernsehaufnahmeröhre, die entsprechend der Detektorrotation bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel getastet wird, also mit einem Raster aus konzentrischen Kreisen abgetastet wird, die Signalumwandlung besorgen.

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VPA 79 P 5134 BRD In beiden Fällen muß natürlich die Abtastung des Aufnahmeobjektes mit dem Schreibvorgäng auf der Bildwiedergaberöhre 8 synchronisiert sein, so daß die Kreise auf der Bildwiedergaberöhre 8 vollständig geschrieben sind, wenn ein Abtastvorgang beendet ist. Hierfür ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Synchronisiereinrichtung 13 vorgesehen, die den kreisförmigen Schreibvorgang auf der Bildwiedergaberöhre 8 mit der Bewegung eines Motors 14, der die Röntgenröhre 1 und den Strahlendetektor 4 um die Längsachse der Lagerungsvorrichtung 11 dreht, synchronisiert. Eine synchrone Wiedergabe ist auch dann zu gewährleisten, wenn die Detektorsignale zum Zwecke spezieller Signalverarbeitung, z.B. in.digitaler Codierung, zwischengespeichert werden.

Da ohne Primärstrahlenfilter die auf den mittleren Objektbereich einwirkende Dosis größer wäre als die auf den Objektrand einwirkende, ist zwischen der Schlitzblende 3a und der Röntgenröhre 1 ein Formfilter 15 angeordnet. Das Formfilter 15 sorgt also für eine gleichmäßige Dosisverteilung auf den Strahlendetektor 4.

Sind die Einzeldetektoren in azimutaler Richtung breiter als das Primärstrahlenbündel, so ist unmittelbar vor dem Strahlendetektor ein dem Primärstrahlenbündel entsprechender Bereich auszublenden, um Streustrahlung vom Detektor möglichst fernzuhalten.

Die Fig. 2 zeigt die Aufnahmeeinheit 1, 4 mit einer Schlitzblende 16 im Primärstrahlengang, die das Formfilter 15 ersetzen kann. Die Schlitzblende 16 weist einen Schlitz 17 für die Strahlung auf, der in seinem zentralen Bereich schmaler ist als in seinem Rand-

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VPA 79 P 5134 BRD bereich. Auf diese Weise ist ebenfalls ein Dosisausgleich möglich. Das auf dem Strahlendetektor 4 erzeugte Strahlenfeld ist in der Fig. 2 gestrichelt gezeichnet. Sind die Einzeldetektoren breiter als das darauf abgebildete Strahlenfeld, so ist auch hier der nicht von Primärstrahlung getroffene Teil des Strahlenempfängers gegen Streustrahlung abzuschirmen. Bei dem in der Fig. 2 gezeigten System nimmt die azimutale Auflösung von innen nach außen ab. Dem kann mit Mitteln der Signalverarbeitung entgegengewirkt werden, indem jeder einem Einzeldetektor des Strahlendetektors 4 zugeordnete Signalkanal ein Aperturkorrektursignal erhält, das von der Lage des Einzeldetektors in bezug auf die Mitte des Strahlendetektors 4 abhängt.

Es ist auch möglich, anstelle eines Schlitzes in einer Blende, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist, eine halbtransparente Filterblende vorzusehen, deren Filterwirkung von der Blendenmitte zum Blendenrand hin so verläuft, daß ebenfalls eine gleichmäßige Dosisverteilung auf die Einzeldetektoren erzielt wird. Auch durch Unterteilung eines langgestreckten, gleichmäßig weiten Schlitzes mit Hilfe von Lamellen, die in der Blendenmitte andere Abstände haben als am Blendenrand, ist ein Dosisausgleich möglich. Auf diese Weise ist eine bildgünstige Korrekturfunktion zu erzielen.

Ferner ist es möglich, bei der Nutzung mehrerer Strahlenbündel bzw. Strahlendetektoren diese mit unterschiedlichen Breitenverläufen auszustatten, um die Wirkung der Schlitzblende mit ortsvariabler Breite zu erzielen bzw. mehr Strahlung zu nutzen, ohne Korrekturmittel im Signalkanal einzusetzen oder nur beschränkte Korrekturen vorzunehmen.

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Eine Variante besteht darin, daß der Strahlendetektor stationär ist und aus kreisförmigen, konzentrischen Einzeldetektoren ausgebildet wird. Diese können zusammenhängend oder aus Segmenten aufgebaut sein. Es rotieren dabei nur Schlitzscheiben zur Ausblendung des durchdringenden Strahlenbündels.

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Claims

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Patentansprüche

\Aj Röntgendiagnostikanlage mit einer Aufnahmeeinheit mit einer Röntgenröhre, die ein fächerförmiges Strahlenbündel aussenden kann, mit einem Strahlendetektor zum Empfang der aus dem Aufnahmeobjekt austretenden Strahlung, der dem empfangenen Strahlenprofil entsprechende elektrische Ausgangssignale liefert, mit Mitteln zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der Lagerungsvorrichtung für das Aufnahmeobjekt einerseits und dem Strahlenbündel andererseits und mit einem Meßwertumformer mit einem Sichtgerät, der aus den Detektorausgangssignalen das dem Bewegungsbereich entsprechende Röntgenschattenbild bestimmt und wiedergibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung eine Drehbewegung um eine Achse (12) ist, die durch den Fokus der Röntgenröhre (1) und den Strahlendetektor (4) geht, daß das Sichtgerät (8) nach Art eines Radarsichtgerätes ausgebildet ist, bei dem eine Anzahl von konzentrischen Bildpunktkreisen geschrieben wird, von denen jeder über ein Übertragungsnetzwerk (5," 6, 7) einem bestimmten Platz des Strahlendetektors (4) zugeordnet ist und in seiner Helligkeit dem Ausgangssignal des Strahlendetektors (4) an diesem Platz entsprechend moduliert wird und daß Mittel (13) zur Synchronisierung des Schreibvorganges mit der Drehbewegung vorhanden sind, so daß die Kreise vollständig geschrieben sind, wenn ein Abtastvorgang beendet ist.
2. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (12) für die Drehung der Aufnahmeeinheit (1, 4) etwa durch die Detektormitte geht.

ORIGINAL INSPECTED

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3. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Primärstrahlengang (3) ein Röntgenstrahlenfilter (15) angeordnet ist, das eine gleichmäßige Dosisverteilung auf den Strahü,endetektor (4) bewirkt.
4. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Primärstrahlengang eine Schlitzblende (16) angeordnet ist, bei der der Schlitz (17) für die Strahlung in seinem zentralen Bereich schmaler ist als in seinem Randbereich.
5. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Primärstrahlengang (3) eine halbtransparente Filterblende vorgesehen ist, deren Filterwirkung von der Blendenmitte zum Blendenrand im Sinne der Erzielung einer gleichmäßigen Dosisverteilung auf den Strahlendetektor (4) verläuft.
6. Röntgendiagnostikanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenröhre mehrere fächerförmige, sich kreuzende Strahlenbündel aussendet und der Strahlendetektor eine diese Strahlenbündel empfangende, gekreuzte Detektor anordnung ist.
7. Röntgendiagnostikanlage nach einem der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem Strahlendetektor (4) ein dem Primärstrahlenbündel (3) entsprechender Bereich ausgeblendet ist.

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