DE3021757A1 - Radiography X-ray unit - uses deflection electrodes to adjust beam focus and obtain different transverse sections of patient - Google Patents

Radiography X-ray unit - uses deflection electrodes to adjust beam focus and obtain different transverse sections of patient

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Abstract

The unit employs a fan-shaped X-ray beam (3) which is directed through the patient to obtain various projections. The beam (3) is rotatable about a longitudinal axis for selection of the required cross-section through the patient. The X-ray source has an elongate anode (11) running parallel to the rotational axis and associated deflection electrodes (12,13) for adjusting the focus. A plate collimator is positioned between the source and the patient. The detector on the opposite side of the patient has a number of detector elements lying in a plane perpendicular to the direction of focus adjustment and extending longitudinally along the latter, arranged to detect the intensity of all the beam sections defined by the collimator. The unit allows a number of different cross-sections to be obtained without mechanical adjustment.

Description

StrahlendiagnostikgerätRadiation diagnostic device

Die Erfindung betrifft ein Strahlendiagnostikgerät zur Herstellung von Röntgenbildern eines Aufnahmeobjekts, mit einer Patientenliege, einer Strahlenquelle, die ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes Strahlenbündel erzeugt, einem Strahlenempfänger, der die Strahlenintensität hinter dem Objekt in elektrische Signale umwandelt, einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten elektrischen Signale in ein optisch sichtbares Bild.The invention relates to a radiation diagnostic device for manufacture X-ray images of a subject, with a patient bed, a radiation source, which generates a beam penetrating the subject, a radiation receiver, who converts the radiation intensity behind the object into electrical signals, a Measuring transducer for the transformation of the electrical energy supplied by the radiation receiver Signals in an optically visible image.

Ein Strahlendiagnostikgerät dieser Art ist in der deutschen Patentanmeldung P 29 32 182.2 beschrieben.A radiation diagnostic device of this type is in the German patent application P 29 32 182.2 described.

Dieses Strahlendiagnostikgerät dient zur Herstellung von Transversalschichtbildern des Aufnahmeobjekts, indem die Meßanordnung um eine parallel zur Liegenlängsrichtung verlaufende Achse gedreht und dabei das Aufnahmeobjekt unter verschiedenen Projektionen durchstrahlt wird. Der Meßwertumformer bestimmt aus den vom Strahlenempfänger jeweils gelieferten elektrischen Signalen die Schwächungskoeffizienten von in einer Matrix angeordneten Bildpunkten der jeweils untersuchten Transversalschicht des Aufnahmeobjektes, die bildlich wiedergegeben werden können. Ein Gerät dieser Art wird als Computertomograph bezeichnet.This radiation diagnostic device is used to produce transverse slice images of the subject by moving the measuring arrangement by a direction parallel to the longitudinal direction of the bed running axis rotated and thereby the subject under different projections is irradiated. The transducer determines from each of the radiation receivers The electrical signals supplied have the attenuation coefficients in a matrix arranged image points of the respective examined transversal slice of the recording object, which can be represented graphically. A device of this type is called a computed tomograph designated.

Bei dem beschriebenen Strahlendiagnostikgerät ist es aufgrund der Ausdehnung der Detektoren des Strahlenempfängers in Liegenlängsrichtung möglich, ohne Verschiebung des Strahlenempfängers mehrere Transversalschichtbilder anzufertigen oder auch eine Ubersichtsaufnahme (Rönt- genschattenbild) dadurch vorzunehmen, daß die Meßanordnung aus Röntgenröhre und Strahlenempfänger gegen Drehung verriegelt und das fächerförmige Strahlenbündel so bewegt wird, daß es den Strahlenempfänger in Liegenlängsrichtung abtastet. Für die jeweilige Wahl der von Röntgenstrahlung getroffenen Zeile auf dem Strahlenempfängar ist bei dem genannten Strahlendiagnostikgerät eine Blende vorgesehen, die der gewünschten Zeile entsprechend eingestellt wird. Außerdem ist der Vorschlag gemacht, für die Wahl der jeweiligen Zeile die Röntgenröhre zu verschieben. In beiden Fällen ist also eine mechanische Bewegung erforderlich.In the radiation diagnostic device described, it is due to the Expansion of the radiation receiver's detectors in the longitudinal direction of the bed is possible, to produce several transverse slice images without moving the radiation receiver or an overview image (X-ray gene silhouette) thereby make that the measuring arrangement of X-ray tube and radiation receiver against rotation locked and the fan-shaped beam is moved so that it is the radiation receiver scans in the longitudinal direction of the bed. For the respective choice of X-ray radiation The line hit on the radiation receiver is in the aforementioned radiation diagnostic device an aperture is provided, which is set according to the desired line. In addition, the suggestion has been made that the X-ray tube should be selected for the respective line to move. Mechanical movement is therefore required in both cases.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Strahlendiagnostikgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das ohne mechanische Bewegung die Anfertigung mehrerer Transversalschichtbilder oder eines Übersichtsbildes (Röntgenschattenbild) erlaubt.The invention is based on the object of a radiation diagnostic device of the type mentioned to create the production without mechanical movement several transverse slice images or an overview image (X-ray shadow image) permitted.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Strahlenquelle eine Röntgenröhre mit langgestreckter Anode und Mitteln zur Fokusverschiebung auf der Anode enthält, wobei diese Verschiebung vorzugsweise parallel zur Liegenlängsrichtung verläuft, daß zwischen der Röntgenröhre und dem Aufnahmeobjekt ein Kollimator angebracht ist, der die Ausblendung paralleler Strahlenfächer mit senkrecht zur Fokusverschiebung liegender Fächerebene erlaubt und daß der Strahlenempfänger aus einer der gewünschten Ortsauflösung angepaßten Zahl von Detektoren besteht, die in einer Ebene senkrecht zur Fokusverschiebung auf den Fokusweg ausgerichtet und in Richtung der Fokusverschiebung langgestreckt und so ausgedehnt sind, daß sie in der Lage sind, die Intensität aller durch den Kollimator definierten Strahlenfächer zu erfassen.According to the invention, this object is achieved in that the radiation source an X-ray tube with an elongated anode and means for shifting the focus the anode, this shift preferably being parallel to the longitudinal direction of the bed runs that a collimator is attached between the X-ray tube and the subject is the masking of parallel fan beams with perpendicular to the focus shift horizontal fan level and that the radiation receiver from one of the desired Spatial resolution adapted number of detectors consists in a plane perpendicular for focus shift aligned on the focus path and in the direction of focus shift elongated and so extensive that they are capable of the intensity of all to capture the beam fan defined by the collimator.

Bei dem erfindungsgemäßen Strahlendiagnostikgerät er- folgt eine elektronische Verschiebung des F.öntgenstrahlenbündels in Liegenlängsrichtung, so daß mehrere Transversalschichten bei der Computenloinographie ohne mechanische Bewegung - ausgenommen die Drehung um die Rotationsachse - der Meßanordnurlg abgetastet we-den können, oder ein Ubersichtsbild ebenfalls ohne mechanische Bewegung der Meßanordnung erzeugt werden kann.In the radiation diagnostic device according to the invention follows an electronic shift of the X-ray beam in the longitudinal direction of the bed, so that several transversal layers in computation without mechanical Movement - with the exception of the rotation around the axis of rotation - of the measuring arrangement is scanned we can, or an overview image likewise without mechanical movement of the measuring arrangement can be generated.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 die für die Erfindung wesentlichen Teile einer Strahlendiagnostikeinrichtung nach der Erfindung und Figur 2 eine Einzelheit der Strahlendiagnostikeinrichtung gemäß Figur 1.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail. The figures show: FIG. 1 the essential elements for the invention Parts of a radiation diagnostic device according to the invention and FIG. 2 shows a detail the radiation diagnostic device according to FIG. 1.

In der Figur 1 ist ein Aufnahmeobjekt 1 dargestellt, das auf einer Liege 2 ruht und von einem fächerförmigen Röntgenstrahlenbündel 3 mit quer zur Längsrichtung 4 der Liege 2 verlaufender Fächerebene durchdrungen wird.In the figure 1, a recording object 1 is shown, which on a Couch 2 rests and a fan-shaped X-ray beam 3 with transverse to the longitudinal direction 4 of the couch 2 running compartment level is penetrated.

Das Röntgenstrahlenbündel 3 wird von einer Röntgenröhre erzeugt, die eine parallel zur Liegenlängsrichtung 4 verlaufende, langgestreckte Anode und Mittel zur Fokusverschiebung auf dieser Anode in deren Längsrichtung aufweist. Der Weg, den der Fokus zurücklegen kann, ist in der Figur 1 mit L bezeichnet. Eine Fokuslage ist mit 1 dargestellt. Das Röntgenstrahlenbündel 3 wird durch einen geeignet dimensionierten Primärkollimator 5 jeweils auf einen Fächer eingeblendet, durchsetzt nach seinem Austreten aus dem Aufnahmeobjekt 1 einen Sekundärkollimator 6 zur Absorption der Streustrahlung, dessen Lamellen in der Bewegungsrichtung des Fokus den ein- zelnen Detektoren 7a, 7b usw. eines Strahlenempfängers 7 angepaßt und auf die Anode ausgerichtet sind und trifft auf dem Strahlenempfänger 7 auf. Der Primärkollimator 5 erlaubt die rusblendung paralleler Strahlefächer mit senkrecht zur Fokusverschiebung liegenden Fächerebenen.The X-ray beam 3 is generated by an X-ray tube which an elongated anode and means running parallel to the longitudinal direction 4 of the bed to shift focus on this anode in the longitudinal direction thereof. The way, which the focus can cover is denoted by L in FIG. A focus position is shown with 1. The X-ray beam 3 is suitably dimensioned by a Primary collimator 5 superimposed on a fan, interspersed with his Exit from the subject 1 a secondary collimator 6 for absorption of the Scattered radiation, the lamellae of which in the direction of movement of the focus individual Detectors 7a, 7b, etc. of a radiation receiver 7 adapted and aligned with the anode are and strikes the radiation receiver 7. The primary collimator 5 allows the blinding of parallel fan beams with perpendicular to the focus shift Subject levels.

Der Abstand der Lamellen des Primärkollimators 5 kann in gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Abständen variabel (einstellbar) sein. Der Strahlenempfänger 7 entspricht in seiner Ausdehnung in der Liegenlängsrichtung 4 mindestens dem Fokusweg L und besteht quer zur Liegenlängsrichtung 4 aus einer Reihe von Detektoren 7a, 7b usw., deren Anzahl der gewünschten Ortsauflösung entsprechend gewählt ist. Mit dem Strahlenempfänger 7 wird demgemäß die Röntgenstrahlung in jeweils aufeinanderfolgenden, quer zur Liegenlängsrichtung 4 liegenden Zeilen registriert. Die Detektoren 7a, 7b usw. sind in einer Ebene senkrecht zur Fokusverschiebung langgestreckt und so ausgedehnt, daß sie in der Lage sind, die Intensität aller durch den Kollimator 5 definierten Strahlenfächer zu erfassen.The distance between the leaves of the primary collimator 5 can be uniform or uneven distances can be variable (adjustable). The radiation receiver 7 corresponds in its extent in the longitudinal direction 4 of the bed at least to the focus path L and consists transversely to the longitudinal direction 4 of the bed from a row of detectors 7a, 7b etc., the number of which is selected according to the desired spatial resolution. With the radiation receiver 7 is accordingly the X-rays in each successive, 4 lines lying transversely to the longitudinal direction of the couch are registered. The detectors 7a, 7b etc. are elongated in a plane perpendicular to the focus shift and so stretched out that they are able to control the intensity all through the collimator 5 defined beam fan.

Zur Anfertigung eines Ubersichtsbildes (Röntgenschattenbild) wird bei gegen Drehung verriegelter Meßanordnung (Röntgenröhre, Strahlenempfänger 7) der Fokus längs des gewünschten Weges L elektronisch verschoben und dabei der Strahlenempfänger 7 auf entsprechender Länge in zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen von Röntgenstrahlung getroffen. Ein Meßwertumformer 8 bestimmt dabei das Röntgenschattenbild des dem Abtastweg entsprechenden Bereiches und bewirkt seine Wiedergabe auf einem Sichtgerät 9. Die elektronische Fokusverschiebung kann kontinuierlich oder schrittweise in der Weise erfolgen, daß das fächerförmige Röntgenstrahlenbündel 3 jeweils zwischen zwei Lamellen des Primärkollimators 5 hindurchtritt.To produce an overview image (X-ray silhouette) with the measuring arrangement locked against rotation (X-ray tube, radiation receiver 7) the focus is electronically displaced along the desired path L and the radiation receiver is in the process 7 at a corresponding length in successive lines of x-ray radiation met. A transducer 8 determines the X-ray silhouette of the dem Scanning path corresponding area and causes its reproduction on a display device 9. The electronic focus shift can be continuous or incremental in done in such a way that the fan-shaped X-ray beam 3 between each two leaves of the primary collimator 5 passes.

Zur Anfertigung von Computertomogrammen ist es möglich, in einer bestimmten Fokuslage die Meßanordnung aus Röntgenröhre und Strahlenempfänger 7 um 3600 um das Aufnahmeobjekt 1 zu drehen, so daß eine Transversalschicht des Aufnahmeobjektes 1 unter verschiedenen Winkeln abgetastet wird. Ein Meßwertumformer 10, teilweise mit dem Umformer 8 identisch, bestimmt aus den von den einzelnen Detektoren 7a, 7b usw. des Strahlenempfängers 7 gelieferten elektrischen Signalen, die den jeweils empfangenen Strahlungsintensitäten entsprechen, die Schwächungskoeffizienten einer Matrix innerhalb der untersuchten Transversalschicht und gibt ein Bild dieser Transversalschicht auf dem Sichtgerät 9 wieder.For the preparation of computed tomograms it is possible in a certain The focus position of the measuring arrangement consisting of the X-ray tube and radiation receiver 7 is around 3600 around the To rotate recording object 1, so that a transverse slice of the recording object 1 is scanned at different angles. A transducer 10, partially identical to the converter 8, determined from the individual detectors 7a, 7b, etc. of the radiation receiver 7 supplied electrical signals that each received radiation intensities correspond to the attenuation coefficients of a Matrix within the examined transversal layer and gives an image of this transversal layer on the display device 9 again.

Mehrere Transversalschichten können simultan abgetastet werden, indem wieder der Fokus der Röntgenröhre elektronisch entlang des Weges L verstellt wird und diesen Weg während einer Umdrehung des Gerätes so oft durchläuft, daß die gewünschte Zahl von Projektionen aus verschiedenen Richtungen für jede einzelne Schicht erreicht wird.Several transverse slices can be scanned simultaneously by the focus of the X-ray tube is adjusted electronically along the path L again and traverses this path so often during one revolution of the device that the desired Number of projections from different directions achieved for each individual layer will.

Auch hierzu ist außer der Drehung eine mechanische Bewegung nicht erforderlich.Here too, apart from the rotation, there is no mechanical movement necessary.

In der Figur 2 ist die Anode einer bei dem Röntgendiagnostikgerät gemäß Figur 1 verwendbaren Röntgenröhre dargestellt. Die Fokuslage I ist gezeigt. Die Anode 11 ist langgestreckt und besteht aus einem hohlen, seitlich abgeflachten Rohr, auf dessen ebener Fläche der Fokus mittels zweier Elektroden 12, 13 elektronisch abgelenkt werden kann. Hierzu ist ein Ablenkgenerator 14 vorhanden. Zur Kühlung fließt im Inneren der Anode 11 ein Kühlmedium.In FIG. 2, the anode is one in the X-ray diagnostic device shown according to Figure 1 usable X-ray tube. The focus position I is shown. The anode 11 is elongated and consists of a hollow, laterally flattened one Tube, on the flat surface of which the focus is electronically placed by means of two electrodes 12, 13 can be distracted. A deflection generator 14 is provided for this purpose. For cooling a cooling medium flows inside the anode 11.

2 Figuren 1 Patentanspruch2 Figures 1 claim

Claims (4)

Patentansprüche Diagnostikgerät zur Herstellung von Röntgenbildern eines Aufnahmeobjekts, mit einer Patientenliege, einer Strahlenquelle, die ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes Strahlenbündel erzeugt, einem Strahlenempfänger, der die Strahlenintensität hinter dem Objekt in elektrische Signale umwandelt, einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten elektrischen Signale in ein optisch sichtbares Bild, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Strahlenquelle eine Röntgenröhre mit langgestreckter Anode (11) und Mitteln (12, 13, 14) zur Fokusverschiebung auf der Anode enthält, wobei diese Verschiebung vorzugsweise parallel zur Liegenlängsrichtung (4) verläuft, daß zwischen der Röntgenröhre (11) und dem Aufnahmeobjekt ein Kollimator (5) angebracht ist, der die Ausblendung paralleler Strahlenfächer (3) mit senkrecht zur Fokusverschiebung liegender Fächerebene erlaubt und daß der Strahlenempfänger (7) aus einer der gewünschten Ortsauflösung angepaßten Zahl von Detektoren (7a, 7b usw.) besteht, die in einer Ebene senkrecht zur Fokusverschiebung auf den Fokusweg (L) ausgerichtet und in Richtung ler Fokusverschiebung langgestreckt und so ausgedehnt sind, daß sie in der Lage sind, die Intensität aller durch den Kollimator (5) definierten Strahlenfächer (3) zu erfassen.Diagnostic device for the production of X-ray images of a subject, with a patient bed, a radiation source, which is a das A beam of rays penetrating through the object is generated, a radiation receiver, who converts the radiation intensity behind the object into electrical signals, a Measuring transducer for the transformation of the electrical energy supplied by the radiation receiver Signals into an optically visible image, which is not shown t that the radiation source is an X-ray tube with an elongated anode (11) and Contains means (12, 13, 14) for shifting the focus on the anode, this shifting preferably parallel to the longitudinal direction of the bed (4) that runs between the X-ray tube (11) and a collimator (5) is attached to the object to be taken, which fades out parallel beam fan (3) with a fan plane perpendicular to the focus shift allowed and that the radiation receiver (7) from one of the desired spatial resolution matched number of detectors (7a, 7b, etc.) consists in a plane perpendicular for focus shift aligned on the focus path (L) and in the direction of ler focus shift elongated and so extensive that they are capable of the intensity of all to capture the beam fan (3) defined by the collimator (5). 2. Diagnostikgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf der fokusnahen Seite des Strahlenempfängers (7) ein Zusatzkollimator (6) zur Absorption der Streustrahlung vorgesehen ist, dessen Lamellen in der Bewegungsrichtung des Fokus den einzelnen Detektoren (7a, 7b usw.) des Strahlenempfängers (7) angepaßt und im übrigen auf den Fokus ausgerichtet sind.2. Diagnostic device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that there is an additional collimator on the side of the radiation receiver (7) close to the focus (6) is provided for absorption of the scattered radiation, its lamellae in the direction of movement the focus is adapted to the individual detectors (7a, 7b, etc.) of the radiation receiver (7) and are otherwise focused on. 3. Diagnostikgerät nach Anspruch 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Meßsystem, bestehend aus Röntgenröhre und Strahlenempfänger (7), um das Aufnahmeobjekt (1) drehbar angeordnet ist, so daß Computertomogramme simultan in so viel Schnittebenen aufgenommen werden können, wie der Kollimator (5) Fächerausblendungen zuläßt.3. Diagnostic device according to claim 1 or 2, d a -d u r c h g e k e nn z e i c h n e t that the measuring system, consisting of X-ray tube and radiation receiver (7) is rotatably arranged around the subject (1), so that computed tomograms can be recorded simultaneously in as many cutting planes as the collimator (5) Subjects can be faded out. 4. Strahlendiagnostikgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der Abstand der Lamellen des zwischen Fokus und Aufnahmeobjekt (1) angeordneten Kollimators(5)in Bewegungsrichtung des Fokus variabel ist.4. Radiation diagnostic device according to one of claims 1 to 3, d a d It is noted that the distance between the lamellae between the focus and the subject (1) arranged collimator (5) in the direction of movement of the focus is variable.
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