DE3817148C2 - Computertomograph mit periodischer Fokusablenkung - Google Patents
Computertomograph mit periodischer FokusablenkungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Computertomographen mit einem eine
Meßöffnung umschließenden Drehrahmen, auf dem ein von einer
Reihe von Detektorelementen gebildeter Strahlendetektor und ein
Röntgenstrahler für ein fächerförmiges, auf dem Strahlendetek
tor auftreffendes Röntgenstrahlenbündel angeordnet sind und
welcher zur Durchstrahlung des Untersuchungsobjektes unter ver
schiedenen Richtungen um eine senkrecht zur Fächerebene liegen
de, die Meßöffnung durchsetzende Achse drehbar ist, bei dem ein
Rechner zur Erzeugung eines Querschnittsbildes des Untersu
chungsobjektes aus den mit Hilfe eines Datenerfassungssystems
erzeugten Meßwerten des Strahlendetektors vorhanden ist und bei
dem eine Ablenkeinheit zur periodischen Ablenkung des Fokus des
Röntgenstrahlers in der Fächerebene senkrecht zur Mittelsenk
rechten des Strahlendetektors vorgesehen ist. Ein derartiger
Computertomograph ist aus der DE 25 38 517 A1 bekannt.
In einem Computertomographen der genannten Art werden die Meß
werte durch folgende zwei Parameter beschrieben:
α kennzeichnet die Winkelposition des Fokusschwerpunktes ge genüber einer festen Achse.
β ist der Winkel zwischen dem Zentralstrahl des Röntgenstrah lenbündels und der Verbindungslinie zwischen dem jeweiligen Fo kus und dem betrachteten Detektorelement.
α kennzeichnet die Winkelposition des Fokusschwerpunktes ge genüber einer festen Achse.
β ist der Winkel zwischen dem Zentralstrahl des Röntgenstrah lenbündels und der Verbindungslinie zwischen dem jeweiligen Fo kus und dem betrachteten Detektorelement.
Wenn der Fokus in dem Drehrahmen eine feste Position hat, also
nicht abgelenkt wird, gibt es so viele verschiedene β-Werte
wie Detektorelemente. Bei Realisierung einer periodischen Ab
lenkung des Fokus um einen Punkt auf der Mittelsenkrechten des
Detektors in Richtung senkrecht zu dieser Mittelsenkrechten
kann man mit einem bestimmten Detektorelement Meßwerte für
mehrere β-Werte gewinnen, also die Gesamtzahl der Meßwerte und
damit die Bildauflösung erhöhen.
Es sei S(t) die mit der Zeit t periodische Auslenkung des Fokus
mit S(t+T) = S(t) und
wenn T die
Periodendauer der Fokusablenkung ist. Die Phase der Fokusablenkung sei so
gewählt, daß
Der
Fokusschwerpunkt im Intervall
ist also verschieden von dem Fokusschwerpunkt
im Intervall
Mit Hilfe von Integratoren kann je Detektorelement ein Meßwert
im ersten Intervall und ein weiterer Meßwert im zweiten Intervall
gebildet werden. Bei geeigneter Wahl der Funktion
S(t) läßt sich erreichen,
daß die β-Werte des zweiten Intervalls zwischen den β-Werten
des ersten Intervalls liegen.
Werden alle Meßwerte eines Intervalls gleichzeitig gebildet,
müssen Speichermittel vorgesehen werden, in denen die am Ende
eines Intervalls verfügbaren Meßwerte bis zur Ableitung von den jeweiligen
Meßwerten zu proportionalen Digitalwerten gespeichert
werden. Hierzu kann z. B. je ein Doppelintegrator für ein Detek
torelement verwendet werden, der in den Zeitpunkten n · mit
n = 1, 2, . . . umgeschaltet wird (n numeriert die Meßdaten
sätze). Ein solches Datenerfassungssystem ist aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Computertomo
graphen der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich ein
einfach aufgebautes Datenerfassungssystem ergibt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Da
tenerfassungssystem so ausgebildet ist, daß die Meßwertbildung
von Detektorelement zu Detektorelement zeitlich versetzt er
folgt.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Computertomographen nach der Erfindung, und
Fig. 2 eine Einzelheit des Computertomographen nach Fig. 1.
In der Fig. 1 ist ein Drehrahmen 1 dargestellt, der eine Meß
öffnung 2 umschließt und einen aus einer Reihe von Detektorele
menten 3a usw. bestehenden Strahlendetektor 3 sowie einen Rönt
genstrahler 4 für ein fächerförmiges, auf dem Strahlendetektor
3 auftreffendes Röntgenstrahlenbündel 5 trägt. Der Drehrahmen 1
ist zur Durchstrahlung eines Meßfeldes 6, in dem sich ein Un
tersuchungsobjekt, z. B. ein Patient auf einer Liege, befindet,
unter verschiedenen Richtungen um eine Achse 19 drehbar, welche
senkrecht zur Fächerebene des Röntgenstrahlenbündels 5 die Meß
öffnung 2 und damit das Meßfeld 6 durchsetzt. Ein Rechner 7 er
zeugt aus den dabei mit Hilfe eines Datenerfassungssystems 8 ge
wonnen Meßwerten des Strahlendetektors 3 ein Querschnittsbild
des Untersuchungsobjektes. Dieses wird auf einem Sichtgerät 9
wiedergegeben.
Der Fokus 10 des Röntgenstrahlers 4 wird zur Erhöhung der Zahl
der Meßwerte mit Hilfe einer Ablenkeinheit 11 in einem Röntgen
generator 12 periodisch in Richtung des Doppelpfeils 13, also
senkrecht zur Mittelsenkrechten 14 des Strahlendetektors 3, ab
gelenkt.
In Fig. 1 ist für einen Fokusschwerpunkt der Winkel α und für
das Detektorelement 3n der Winkel β eingezeichnet.
Die Fig. 2 zeigt den Aufbau des Röntgenstrahlers 4 zur periodi
schen Ablenkung des Röntgenstrahlenbündels 5. Eine Kathode 15
sendet einen Elektronenstrahl 16 auf eine Anode 17, von der das
Röntgenstrahlenbündel 5 so ausgeht, daß die Fächerebene senk
recht zur Zeichenebene liegt. Mit Hilfe von Ablenkspulen 18,
die an der Ablenkeinheit 11 angeschlossen sind, erfolgt die pe
riodische Fokusablenkung senkrecht zur Zeichenebene.
Es werden nicht alle Meßwerte gleichzeitig gebildet.
In einer ersten Ausführungsform werden je Detektorelement 3a
usw. zwei Meßwerte innerhalb der Zeit einer Fokusablenkperiode
gebildet. Zur Vereinfachung wird angenommen, daß im Datener
fassungssystem 8 nur ein einziger Analog/Digital-Umsetzer vor
handen ist, dem die Analogsignale der einzelnen Meßkanäle der
Reihe nach zugeführt werden. Der n-te Meßwert des Detektor
elementes mit der Nummer v wird dann im Zeitbereich
gebildet mit v = 1, 2, . . . ND, wobei ND die Zahl der Detektor
elemente ist. T ist die Periodendauer der Fokusablenkung, t die
Zeit. Der Zeitabstand Δt zwischen zwei aufeinanderfolgenden
A/D-Umsetzungen muß so klein sein, daß ND · Δt die Zeit T
nicht wesentlich überschreitet.
Die zu den verschiedenen v gehörenden Phasen der Meßwertbildung
bezüglich der Fokusbewegung S(t) sind verschieden, es entstehen
aber Meßwerte für 2 ND verschiedene β-Werte: je Detektorele
ment eine Menge von Meßwerten, bei denen der Fokusschwerpunkt
in der einen Richtung ausgelenkt ist (z. B. Meßwerte mit geraden
n) und eine zweite Menge von Meßwerten, bei denen der Fokus
schwerpunkt in der anderen Richtung ausgelenkt ist (Meßwerte
mit ungeraden n). Durch eine geeignete Interpolation zwischen
diesen Werten kann man Projektionen erzeugen (das sind Meßwert
sätze für einen festen Wert α und für viele äquidistant lie
gende β-Werte), die mehr als ND Werte enthalten (z. B.
2 ND-Werte). Damit ergeben sich weniger Abtastfehler, als sie
mit Projektionen gegeben sind, die ND Meßwerte enthalten.
Wesentliches Merkmal ist also die Kombination einer periodi
schen Ablenkung des Fokus 10 mit einer von Detektorelement zu
Detektorelement zeitlich versetzten (Δt) Meßwertbildung.
Bei einer zweiten Ausführungsform werden je Detektorelement
Meßwerte gebildet mit einer Frequenz, die mindestens gleich der
vierfachen Fokusablenkfrequenz ist (bei der ersten Ausführungs
form ist die Frequenz der Meßwertbildung exakt gleich der dop
pelten Fokusablenkfrequenz). Die Zeitpunkte tvn, in denen die
analogen Meßwerte eines Meßkanals v einem der vorhandenen A/D-
Umsetzer zugeführt werden, müssen keine feste Phasenlage zur
Fokusablenkung haben. Durch Messung der zeitlichen Lage von tvn
bezüglich der periodischen Funktion S(t) wird festgestellt,
wie groß die mittlere Fokusablenkung für das im Zeitpunkt tvn
beendete Meßintervall ist. Durch eine geeignete Zusammenfassung
der zur gleichen Halbperiode der Fokusablenkung gehörenden Da
ten eines Meßkanals und gegebenenfalls eine Interpolation der
so erzeugten Daten in β-Richtung können wiederum Projektionen
mit mehr als ND (z. B. 2 ND) Werten je Projektion erzeugt
werden.
Claims (4)
1. Computertomograph mit einem eine Meßöffnung (2) umschließen
den Drehrahmen (1), auf dem ein von einer Reihe von Detektor
elementen (3a . . . 3n . . .) gebildeter Strahlendetektor (3) und
ein Röntgenstrahler (4) für ein fächerförmiges, auf den Strahlen
detektor (3) auftreffendes Röntgenstrahlenbündel (5) ange
ordnet sind und welcher zur Durchstrahlung des Untersuchungs
objektes unter verschiedenen Richtungen um eine senkrecht zur
Fächerebene liegende, die Meßöffnung (2) durchsetzende Achse
(19) drehbar ist, bei dem ein Rechner (7) zur Erzeugung eines
Querschnittsbildes des Untersuchungsobjektes aus den mit Hilfe
eines Datenerfassungssystems (8) erzeugten Meßwerten des Strah
lendetektors (3) vorhanden ist und bei dem eine Ablenkeinheit
(11) zur periodischen Ablenkung des Fokus (10) des Röntgen
strahlers (4) in der Fächerebene senkrecht zur Mittelsenkrech
ten (14) des Strahlendetektors (3) vorgesehen sind, da
durch gekennzeichnet, daß das Datenerfas
sungssystem (8) so ausgebildet ist, daß die Meßwertbildung von
Detektorelement zu Detektorelement zeitlich versetzt erfolgt.
2. Computertomograph nach Anspruch 1 , dadurch ge
kennzeichnet, daß die Meßwertbildung in den gegeneinander versetzten
Zeitbereichen
erfolgt mit v = 1, 2 . . . ND, wobei der Fokus für die Meßwerte
mit geraden n in die eine Richtung ausgelenkt ist und für die
Meßwerte mit ungeraden n in die andere Richtung.ND = Zahl der Detektorelemente
v = Nummer des Detektorelements
n = Nummer des jeweiligen Meßwertes
T = Periodendauer der Fokusablenkung
t = Zeit
Δt = Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden A/D-Wand lungen.
v = Nummer des Detektorelements
n = Nummer des jeweiligen Meßwertes
T = Periodendauer der Fokusablenkung
t = Zeit
Δt = Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden A/D-Wand lungen.
3. Computertomograph nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß während der Zeit der
A/D-Wandlungen keine Fokusauslenkung erfolgt.
4. Computertomograph nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß je Detektorelement (3a . . .
3n . . .) Meßwerte gebildet werden mit einer Frequenz, die minde
stens viermal so groß ist wie die Fokusablenkfrequenz, wobei die
Zeitpunkte tvn, in denen die analogen Meßwerte des v-ten Meß
kanals einem der im Datenerfassungssystem (8) vorhandenen A/D-
Umsetzer zugeführt werden, keine feste Phasenlage zur Fokusab
lenkung haben müssen, daß durch Messung der zeitlichen Lage von
tvn bezüglich der periodischen Funktion S(t) festgestellt
wird, wie groß die mittlere Fokusablenkung für das im Zeitpunkt
tvn beendete Meßintervall ist, und daß durch eine geeignete
Zusammenfassung der zur gleichen Halbperiode der Fokusablenkung
gehörenden Daten eines Meßkanals und gegebenenfalls eine Inter
polation der so erzeugten Daten Projektionen mit mehr als
ND Werten je Projektion erzeugt werden, wobei ND die
Zahl der Detektorelemente ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3817148A DE3817148C2 (de) | 1988-04-18 | 1988-05-19 | Computertomograph mit periodischer Fokusablenkung |
US07/307,508 US4992941A (en) | 1988-04-18 | 1989-02-07 | Computer tomography apparatus with periodic focus deflection |
JP1092782A JP2760839B2 (ja) | 1988-04-18 | 1989-04-12 | コンピュータトモグラフィ装置 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3812896 | 1988-04-18 | ||
DE3817148A DE3817148C2 (de) | 1988-04-18 | 1988-05-19 | Computertomograph mit periodischer Fokusablenkung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3817148A1 DE3817148A1 (de) | 1989-10-26 |
DE3817148C2 true DE3817148C2 (de) | 1996-12-05 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3817148A Expired - Lifetime DE3817148C2 (de) | 1988-04-18 | 1988-05-19 | Computertomograph mit periodischer Fokusablenkung |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5173852A (en) * | 1990-06-20 | 1992-12-22 | General Electric Company | Computed tomography system with translatable focal spot |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4002917A (en) * | 1974-08-28 | 1977-01-11 | Emi Limited | Sources of X-radiation |
US4097744A (en) * | 1974-11-13 | 1978-06-27 | Emi Limited | Radiographic apparatus having repetitive movement of the origin of the radiation |
-
1988
- 1988-05-19 DE DE3817148A patent/DE3817148C2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3817148A1 (de) | 1989-10-26 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition |