DE2951857A1 - Roentgendiagnostikanlage mit einer aufnahmeeinheit mit einer roentgenroehre, die ein faecherfoermiges strahlenbuendel aussenden kann - Google Patents
Roentgendiagnostikanlage mit einer aufnahmeeinheit mit einer roentgenroehre, die ein faecherfoermiges strahlenbuendel aussenden kannInfo
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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
Tp 5 KIi / 11.12.1979
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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:
10
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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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- /- VPA 79 P 5134 BRD
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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- / - VPA 79 P 5134 BRD
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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- if - VPA 79 P 5134 BRD
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 (7)
- VPA 79 P 5134 BRDPatentansprüche\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- 2 - VPA 79 P 5134 BRD
- 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 Ansprüche1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem Strahlendetektor (4) ein dem Primärstrahlenbündel (3) entsprechender Bereich ausgeblendet ist.13ÖÖ27/Ö423
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