DE7928023U1 - Layering device for the production of transverse layer images - Google Patents
Layering device for the production of transverse layer imagesInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 79 P 509b BRDSIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our reference Berlin and Munich VPA 79 P 509b BRD
Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern Layering device for the production of transversal slice images
Die Erfindung betrifft ein Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjektes mit einer Strahlenmeßanordnung, die eine Röntgenröhre, welche ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes Strahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene im wesentlichen gleich der Schichtstärke ist, sowie einen Strahlenempfänger enthält, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt ermittelt, sowie mit einer Drehvorrichtung zur Durchstrahlung des Aufnahmeobjektes aus verschiedenen Richtungen und mit Ginem Rechner für die Pestiminung der Schwächungskoeffizienten jedes BiIdpunktes in einer in der untersuchten Schicht liegenden Bildpunktmatrix.The invention relates to a layering device for producing transverse slice images of a recording object with a radiation measuring arrangement, which has an X-ray tube, which penetrates the subject Beams generated, the cross-sectional extent of which is essentially perpendicular to the plane of the layer is equal to the layer thickness, as well as a radiation receiver that contains the radiation intensity behind determined the object, as well as with a rotating device for irradiating the recording object from different Directions and with a ginem calculator for the pest reduction of the attenuation coefficients of each image point in a pixel matrix lying in the examined slice.
Ein Computertomograph dieser Art erlaubt es zwar, die Schwächungskoeffizienten für die Bildpunkte zu bestimmen, nicht jedoch die Dichte und die Ordnungszahl desA computed tomograph of this type allows the attenuation coefficients for the pixels to be determined, but not the density and the atomic number of the
Tp 5 Le r / 18.9.1979Tp 5 Le r / September 18, 1979
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untersuchten Materials in den Bildpunkten. Zur Bestim- j mung der Dichte und Ordnungszahl ist es bei einem \ examined material in the pixels. For provisions j tion of density and atomic number, it is in a \
Computartomographen, bei dem zur Abtastung des Objek- \ tes die Meßanordnung aus Röntgenröhre und Strahlen- |Computartomographen in which to sample the objectivity \ tes the measuring arrangement of X-ray tube and radiation |
empfänger wechselweise seitlich verschoben und gedreht wird, bereits bekannt, eine zweite Meßanordnung aus Röntgenröhre und Strahlenempfänger fest mit der ersten Meßanordnung zu verbinden und die Röntgenröhre der zweiten Meßanordnung mit einer anderen Spannung als diejenigder ersten Meßanordnung zu betreiben. Auf diese Weise können für jeden Bildpunkt für zwei verschiedene Werte der Röntgenröhrenspannung und damit der Strahlungsenergie die Schwächungskoeffizienten bestimmt werden. Aus dem Quotienten der berechneten Schwächungskoeffizienten kann dann mittels einer Eichtabelle die mittlere Ordnungszahl für jeden Bildpunkt und aus dem Schwächungskoeffizienten und der Ordnungszahl schließlich die Dichte bestimmt werden.receiver is alternately shifted laterally and rotated, already known, a second measuring arrangement To connect the X-ray tube and radiation receiver firmly to the first measuring arrangement and the X-ray tube to the second To operate the measuring arrangement with a different voltage than that of the first measuring arrangement. To this Way, for each pixel for two different values of the X-ray tube voltage and thus the radiation energy the attenuation coefficients are determined. From the quotient of the calculated attenuation coefficients can then use a calibration table to calculate the mean ordinal number for each pixel and from the Attenuation coefficient and the atomic number finally the density can be determined.
Die Verwendung einer zweiten Meßanordnung bedeutet jodoch einen sehr hohen technischen Aufwand.The use of a second measuring arrangement means iodoch a very high technical effort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schichtgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei nur geringfügig erhöhtem Aufwand die Dichte und Ordnungszahl in jedem Bildpunkt ermittelt werden kann.The invention is based on the object of designing a layer device of the type mentioned at the outset in such a way that the density and ordinal number in each pixel can be determined with only slightly increased effort.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel zum wechselweisen periodischen Umschalten der Röntgenröhrenspannung zwischen mindestens zwei Werten vorhanden sind und der Rechner so ausgebildet ist, daß er für jeden Bildpunkt den Schwächungskoeffizienten für jede Röntgenröhrenspannung und daraus die mittlere Ordnungszahl und die Dichte bestimmt. Bei dem erfindungsgemäßen Schichtgerät wird nur eine Meßanordnung mitThis object is achieved according to the invention in that Means for alternately periodically switching the X-ray tube voltage between at least two values are present and the computer is designed so that it the attenuation coefficient for each pixel each X-ray tube voltage and from it the mean atomic number and the density are determined. In the inventive Layered machine will only have a measuring arrangement
β. - 3 - VPA 79 P 5096 BRDβ. - 3 - VPA 79 P 5096 BRD
■ einer Röntgenröhre und einem Strahlenempfänger ver.vb.v-■ an X-ray tube and a radiation receiver ver.vb.v-
det. Durch periodisches Umschalten der Röntgenröhrenspanniong ist es dabei möglich, für jeden Biläpunkt zwei Schwächungskoeffizienten und damit die Dichte und die 5 Ordnungszahl zu bestimmen.det. By periodically switching the X-ray tube voltage It is possible to use two attenuation coefficients for each bilea point and thus the density and the 5 to determine the ordinal number.
Die Erfindung ist sowohl anwendbar bei einem Computertomographen, bei dem der Strahlenempfänger als gell krümmte Detektorreihe ausgebildet ist, die zusammen j? 10 mit der Röntgenröhre zur Abtastung um das Aufnahmeob- , jekt gedreht wird, als auch bei einem Computertomo-„ graphen, bei dem der Strahlenempfänger als feststehender Ring aus einer Vielzahl von Einzeldetektoren besteht und zur Abtastung nur die Röntgenröhre um das 15 Aufnahmeobjekt gedreht wird.The invention can be used both in a computer tomograph in which the radiation receiver is designed as a tightly curved row of detectors which together j? 10 is rotated with the X-ray tube for scanning around the Aufnahmeob-, ject as graph even in a Computertomo- ", where the radiation receiver consists as a fixed ring of a plurality of individual detectors and only the x-ray tube to the 15 receiving object is rotated for scanning.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
I 20 Fig. 1 die zur Erläuterung der Erfindung wesentlichen
Tei:
Erfindung,I 20 Fig. 1 the essential parts to explain the invention:
Invention,
I liehen Teile eines Schichtgerätes nach derI borrowed parts of a shift machine after the
Fig. 2 einen Impulszug zur Erläuterung der Figur 25 1, undFIG. 2 shows a pulse train for explaining FIG. 25 1, and
Fig. 3 die wesentlichen Teile eines anderen, nach der Erfindung arbeitenden Schichtgerätes.3 shows the essential parts of another layer device operating according to the invention.
; 30 In der Figur 1 ist eine Röntgenröhre 1 als Strahlen-5 quelle dargestellt, die von einem Röntgengenerator 2; 30 In the figure 1 is an X-ray tube 1 as rays-5 source shown by an X-ray generator 2
i gespeist wird, sowie ein Strahlenempfänger 3, der aus i is fed, as well as a radiation receiver 3 from
■ einer gekrümmten Reihe einzelner Detektoren, z.B. aus■ a curved row of individual detectors, e.g. from
\ 256 Detektoren, besteht. Der Strahlenempfänger 3 emp- \ 256 detectors. The radiation receiver 3 receives
-jL 35 fängt einen die ganze zu untersuchende Querschicht des-jL 35 catches the entire transverse layer of the to be examined
- 4 - VPA 79 P 5096 BRD- 4 - VPA 79 P 5096 BRD
Aufnahmeobjektes durchsetzenden Strahlenfächer, dessen Stärke senkrecht zur Schichtebene gleich der Srhichtstärke ist. Jeder Detektor ist an einem Rechner 4 angeschlossen, der aus den Ausgangssignalen der Detektoren des Strahlenempfängers 3, die bei der Drehung der Meßanordnung 1, 3 um einen Patienten 5, und zwar um eine Achse 5a, entstehens ein Bild der durchstrahlten Querschicht des Patienten 5 berechnet und seine Wiedergabe auf einem Sichtgerät 6 bewirkt. Vor dem Strahlenempfänger 3 ist ein Lamellenkollimator 7 angeordnet, dessen Lamellen zur Streustrahlenunterdrükkung auf den Fokus der Röntgenröhre 1 ausgerichtet sind. Die Bilderzeugung erfolgt dadurch, daß der Rechner 4 die Schwächungskoeffizienten von Bildpunkten in einer in der untersuchten Schicht des Aufnahmeobjektes 5 liegenden Bildpunktmatrix bestimmt.The shooting object penetrating the beam fan, the thickness of which is perpendicular to the layer plane equal to the thickness of the layer. Each detector is connected to a computer 4, which from the output signals of the detectors of the radiation receiver 3, which during the rotation of the measuring arrangement 1, 3 to a patient 5, and about an axis 5a, s result, an image of the irradiated cross-layer of the patient 5 calculated and its reproduction on a display device 6 causes. A lamellar collimator 7 is arranged in front of the radiation receiver 3, the lamellae of which are aligned with the focus of the X-ray tube 1 in order to suppress scattered radiation. The image generation takes place in that the computer 4 determines the attenuation coefficients of image points in a pixel matrix lying in the examined slice of the recording object 5.
Während der Drehung der Meßanordnung 1, 3 um den Patienten 5 wird die Hochspannung an der Röntgenröhre 1 durch den Röntgengenerator 2 gepulst, und zwar gemäß dem Impalsschema in Figur 2. Dies bedeutet, daß in den Stellungen I des Fokus der Röntgenröhre 1 eine relativ hohe Röntgenröhrenspannung UI und in den Stellungen II eine relativ niedrige Röntgenröhrenspannung Uli an de*' Röntgenröhre liegt. Es wird also die Röntgenröhrenspannung bei der Bewegung der Meßanordnung 1, 3 wechselweise periodisch zwischen zwei Werten umgeschaltet. Jeweils ein Röntgenstrahlenimpuls kann dabei nach einer Drehung von etwa einem halben bis einem Winkelgrad ausgesandt werden. Der Rechner 4 berechnet für jede Spannung und einen Bildpunkt den Schwächungskoeffizienten, so daß für jeden Bildpunkt zwei Schwächungskoeffizienten vorliegen, aus denen die mittlere Ordnungszahl des Stoffes im Bildpunkt berechnet werden kann. Die gesamte Abtastung ist beendet, wenn die Meßanordnung 1, 3 sich um 360° um den Patienten 5 gedreht hat.During the rotation of the measuring arrangement 1, 3 around the patient 5, the high voltage on the X-ray tube 1 is pulsed by the X-ray generator 2, namely according to the Impalsschema in Figure 2. This means that in the positions I of the focus of the X-ray tube 1 a relative high X-ray tube voltage UI and in position II a relatively low X-ray tube voltage Uli an de * ' X-ray tube lies. So it is the X-ray tube voltage when moving the measuring arrangement 1, 3 alternately periodically switched between two values. In each case one X-ray pulse can after one Rotation of about half a degree to one degree. The computer 4 calculates for each voltage and the attenuation coefficient for one pixel, so that two attenuation coefficients for each pixel exist, from which the mean atomic number of the substance in the image point can be calculated. The whole Scanning is ended when the measuring arrangement 1, 3 has rotated 360 ° around the patient 5.
- 5 - YPA 79 P 5096 BRD- 5 - YPA 79 P 5096 FRG
Mit einem Umlauf der Meßanordnung 1, 3 erhält man zwei \ Aufnahmen derselben Schicht mit zwei verschiedenen jWith a circulation of the measuring arrangement 1, 3, two \ recordings obtained the same layer with two different j
Spannungen, die jedoch aus Meβdatensätzen aufzubauen rTensions, however, which can be built up from measurement data sets
sind, deren zugehörige Projektionsrichtungen jeweils : are, whose respective projection directions are :
um den ¥inkelgrad, der zwischen einem mit der Spannung UI und einem mit der Spannung Uli erzeugten Schwächungsprcfil liegt, gegeneinander versetzt sind. Dieser geringfügige Versatz kann jedoch, da er genau bekannt ist, bei der Bildrekonstruktion berücksichtigt J werden, so daß sich geometrisch deckungsgleiche Bilder ergeben.about the degree of angularity between a attenuation profile generated with the voltage UI and one generated with the voltage Uli are offset from one another. However, this slight offset can be known as it is exactly is to be taken into account in the image reconstruction, so that geometrically congruent images result.
Die Figur 2 zeigt einen Computertomographen, bei dem eine Röntgenröhre 8 mit ihrem Fokus auf einem Kreis 9 um den Patienten 5, und zwar um dessen Achse 5a, gedreht wird, während der Strahlenempfänger von einem Detektorring gebildet ist, der den Patienten 5 und die Röntgenröhre 8 umschließt und ortsfest ist. Von diesem Detektorring sind in der Figur 2 nur drei Detektoren 10, 11, 12 gezeichnet. Bei einem solchen Computertomographen muß jeder Detektor die beiden Randstrahlen des Meßfeldes 13 erfassen können. Der Strahlenfächer tangiert dabei mit seinen Randstrahlen ebenfalls das Meßfeld 13. Die beiden Randstrahlen sind für den Detektor 10 mit 14 und 15 bezeichnet. Bei der Bildrekonstruktion kann dabei davon ausgegangen werden, daß von jedem Detektor ein virtueller Strahlenfächer ausgeht. In den Stellungen I des Fokus der Röntgenröhre 8 liegt dabei die hohe Röntgenröhrenhochspannung UI und in den Stellungen II die niedrige Röntgenröhrenhochspannung UIT an. Auch bei diesem Computertomographen kann man mit einem Umlauf zwei Aufnahmen derselben Schicht mit zwei verschiedenen Röntgenröhrenhochspannungen erhalten. Die winkelmäßige Versetzung der Meßstrahlen, die zur Spannung UI gehören, gegenüber den Meßstrahlen,FIG. 2 shows a computer tomograph in which an x-ray tube 8 with its focus on a circle 9 around the patient 5, namely about its axis 5a, is rotated, while the radiation receiver of a Detector ring is formed, which surrounds the patient 5 and the X-ray tube 8 and is stationary. Of this Detector ring, only three detectors 10, 11, 12 are shown in FIG. With such a computed tomograph each detector must be able to detect the two edge rays of the measuring field 13. The fan of rays is tangent the measuring field 13 with its marginal rays. The two marginal rays are for the detector 10 denoted by 14 and 15. In the case of the image reconstruction, it can be assumed that from a virtual fan of rays runs out for each detector. In the positions I of the focus of the X-ray tube 8 lies the high X-ray tube high voltage UI and, in the II position, the low X-ray tube high voltage UIT on. With this computer tomograph, too, you can take two images of the same slice with one cycle received two different x-ray tube high voltages. The angular displacement of the measuring beams that belong to the voltage UI, opposite the measuring beams,
- 6 - VPA 79 P 509-6 BRD- 6 - VPA 79 P 509-6 BRD
- die zur Spannung Uli gehören, ist auch hier genau "bekannt und kann bei der Bildrekonstruktion "berücksichtigt werden.- which belong to the voltage Uli is also exactly "known here" and can be taken into account in the image reconstruction ".
5 Damit man für jede Projektion, also unabhängig von der Röntgenröhrenhochspannung, immer etwa die gleiche Röntgenröhrenleistung bekommt, kann der Röntgenröhrenstrom über ein Steuergitter 16 in der Röntgenröhre trägheitslos im Sinne der Erzielung einer konstanten Leistung 10 beeinflußt werden. Hierzu ist eine Steuervorrichtung 17 vorhanden.5 So that for every projection, i.e. regardless of the X-ray tube high voltage, always gets about the same X-ray tube output, can be achieved by the X-ray tube current Via a control grid 16 in the X-ray tube, inertia-free in the sense of achieving a constant output 10 can be influenced. A control device 17 is provided for this purpose.
VPA 79 P 5096 BRD Zus ammenfas sung VPA 79 P 5096 BRD summary
Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern Layering device for the production of transversal slice images
Die Erfindung "bezieht sich auf einen Computertomograpfen mit einer Strahlenmeßanordnung, die eine Röntgenröhre (1), welche ein das Aufnahmeobjekt (5) durchdringendes Strahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, sowie einen Strahlenempfänger (3) enthält, der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt (5) ermittelt. Das Aufnahmeobjekt (5) wird aus verschiedenen Richtungen durchstrahlt. Ein Rechner (4) bestimmt die Schwächungskoeffizienten jedes Bildpunktes in einer in der untersuchten Schicht liegenden Bildpunktmatrix. Die Röntgenröhrenspannung wird zur Bestimmung der mittleren Ordnungszahl und der Dichte des Stoffes- eines Bildpunktes periodisch zwischen zwei Werten (UI, Uli) umgeschaltet (Fig. 1).The invention "relates to a computer tomograph with a radiation measuring arrangement, which has an X-ray tube (1) which penetrates a subject (5) Beam generated whose cross-sectional dimension perpendicular to the plane of the layer is equal to Layer thickness is, as well as a radiation receiver (3) contains, which the radiation intensity behind the object (5) determined. The subject (5) is irradiated from different directions. A calculator (4) determines the attenuation coefficient of each pixel in a layer in the examined slice Pixel matrix. The X-ray tube voltage is used to determine the mean atomic number and density of the substance of a pixel is switched periodically between two values (UI, Uli) (Fig. 1).
Claims (3)
gekennzeichnet , daß der Strahlenempianger als feststehender Ring aus einer Vielzahl von Einzeldetektoren (10, 11, 12) "besteht und zur Abtastung nur die Röntgenröhre (8) um das Aufnahmeobjekt (5) gedreht wird.3. layer "t device according to claim 1, characterized
characterized in that the radiation empianger consists of a large number of individual detectors (10, 11, 12) as a stationary ring and only the X-ray tube (8) is rotated around the object (5) for scanning.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE7928023 | 1979-10-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE7928023U1 true DE7928023U1 (en) | 1980-09-11 |
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE7928023U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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- 1979-10-02 DE DE19797928023D patent/DE7928023U1/en not_active Expired
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