NL8502910A

NL8502910A - Roentgen doorlichtings beeldvormer.

Info

Publication number: NL8502910A
Application number: NL8502910A
Authority: NL
Original assignee: Sipko Luu Boersma
Priority date: 1985-10-24
Filing date: 1985-10-24
Publication date: 1987-05-18
Also published as: JPH0817774B2; DE3687563T2; IL80412A; EP0220770B1; IL80412A0; JPS62129747A; EP0220770A3; EP0220770A2; DE3687563D1; US4785471A

Description

v Röntgen doorlichtings beeldvormer

De uitvinding betreft een röntgen doorlichtings beeldvormer voor het maken van röntgen fotos of electronische beelden van patiënten of andere voor röntgen stralen doorlaatbare objecten.

5 B$j medische toepassingen is de contrast omvang zeer groot.

Als het beeld de gehele contrast omvang kan bevatten dreigen kleine contrast verschillen onzichtbaar te worden.

Volgens een bekende techniek wordt dit voorkomen door het object in een 'aantal gebiedjes op te delen en dan in elk 10 gebiedje de röntgen intensiteit zo te regelen dat de gemiddelde doorgelaten beeld intensiteit in alle gebiedjes ongeveer gelijk wordt. Fijne details binnen een gebiedje ζηη dan goed zichtbaar.

Volgens Vlasbloem ( Ned O.A. 8400843 ) wordt dit 15 bereikt door tussen röntgenbron en object een spleet te plaatsen die beweegt in.een richting loodrecht op de lengte richting van de spleet . De patient wordt dus afgetast met een platte röntgen bundel . Eén (of 2 ) zijden van de spleet bestaat uit een aantal ( bv 20 ) tongen van röntgen 20 ondoorlatend materiaal . De tongen worden electrisch gestuurd en regelen zo de plaatselijke breedte van de spleet.

De sturing kan piezo electrisch of electro magnetisch zijn.

Als de horizontale spleet verticaal de patient aftast zal het spleet stukje van elke tong een eigen verticale 25 baan over de patient beschrijven . Achter de patient zit op elke tongbaan een röntgen detector · Het signaal van elke detector stuurt zijn eigen tong in een tegenkoppel circuit. Zo wordt de intensiteit na de patient in het gebiedje van elke tong constant gehouden.

30 De methode heeft bewezen goed te werken.

Er zijn echter twee practische bezwaren: 1· Er is een groot aantal röntgen detectoren nodig 2. Elk stukje spleet (tong) moet op de juiste ,bijbehorende, detector worden afgebeeld. Hierdoor is men niet meer vrij 33 in de keuze van de plaats van het beeldscherm.

Bij de onderhavige uitvinding worden deze bezwaren vermeden. Dit wordt bereikt door middel van extra modulaties van de röntgen bundel,

i 3 ? 0 * Q

- 2 -

De röntgen bundel uit elk stukje spleet wordt ook nog eens periodiek in de tijd gemoduleerd ( "gechopped" ), en wel elk stukje met een andere frekwentie .

De positie informatie zit nu in de tijdfrekwentie en men 3 kan volstaan met één röntgen detector die het hele spleet-beeld sommeert. Er is geen rij detectoren meer nodig.

Ook is men nu vrij in de keuze van de scherm opstelling, immers de positie informaties zitten in de tijd frekwenties. Men kan net zoveel frekwenties kiezen als er spleet-10 gebiedjes 'zijn. Maar men kan ook met het halve aantal volstaan. Twee gebiedjes kunnen dezelfde frekwentie kragen,als de röntgen modulaties maar 90° in fase verschillen zijn de signalen altijd weer terug te winnen,

De extra modulaties kunnen worden teweeg gebracht door 13 één of meer bewegende rasters in de röntgenbundel.

Maar het is ook mogelijk de electrisch gestuurde tongen van Vlasbloem hiervoor te gebruiken. Dit zal worden toegelicht aan de hand van tekeningen 1 t/m if·

Fig 1 toont een röntgenbron 1 , een spleet 2 die 20 periodiek door de trillende tong 3 wordt vrijgegeven, een object if , fluorescentie scherm 3 j camera 6-, fotocel 7 , fase draaier 10 , oscillator 8 en opteller 9.

Fig 2 toont een aantal tongen met verschillende resonentie frekwenties.

23 Fig 3 toont een röntgenbron 1 , een spleet 2 die 2x perpriode van de triltong 3 röntgen straling kan doorlaten. Een object if . en een buisvormige röntgen beeldversterker buis 3 · 6 en 7 zijn lichtintensiteiten aan de boven en onder zijde van buis 5 j 8 is de totale 30 intensiteit.

. ..Fig..A toont de opstelling van fig 3 met camera 6 fotocel...? , zelfoscillerende tong oscillator 8 met limitter 9j frekwentie verdubbelaar 1if , modulatoren Mxx .

In fig 1 is 2,3 een doorsnede door de spleet door 33 één tong , die hier piezo electrisch wordt aangestoten uit oscillator 8 , in zijn resonantie frekwentie. In zijn ruststand dekt tong 3 de spleet 2 juist af. Bij trillen ontstaat een periodiek gemoduleerde röntgen straal.

BÖ02310 - 3 - > . ^

Na passage door de patient en oplichten van het scherm 5 vormt het uitgangs signaal van de photomultiplier een serie pulsen met de tong frekwentie. Het totale signaal van alle tongen samen vormt een spectrum.

5 Men zou nu dit signaal selectief kunnen detecteren in een aantal detectoren en de geproduceerde gelijkspanningen gebruiken om de respectievelijke tongen te verstellen.

Zo bereikt men dat de röntgen intensiteit na de patient in elk gebiedje ongeveer even groot is · Dwz contrast 10 compressie voor de lage ruimtelijke frekwenties in het beeld.

In plaats van tong verstelling kan men de detector signalen ook gebruiken om de individuele tong amplitudes te regelen, immers de gemiddelde röntgen intensiteit is min of meer evenredig met de tril amplitude, 15 Deze laatste methode is in fig 1 toegepast. Dwz amplitude regeling. In fig 1 worden geen apparte selectieve detectoren toegepast. Dat zijn hier de tongen zelf. Het composiet signaal van alle tongen uit 7 wordt na geschikte fase draaiing weer aan alle tongen toegevoerd. Door resonantie 20 reageert elke tong alleen maar op die frekwentie component in het signaal die hij zelf veroorzaakt heeft.

Die component vormt voor die tong een dempings term die zijn tril amplitude verkleint en daarmee ook de gemiddelde röntgen doorlaat. De demping is groter op plaatsen waar 25 weinig röntgen absorptie is, daar trilt de tong minder en wordt de straal meer verzwakt.

Als het tongen spectrum zo gekozen wordt dat het minder dan één octaaf omvat mag het signaal vervormd zijn.

Een set tongen met verschillende resonantie frekwenties 30 is in Fig 2 getekend. Als er N tongen zijn dan komt in Fig 1 de oscillator S en de opteller 9SN keer voor maar de fotocel 7 en de fase draaier (en eventuele versterker) maar één maal.

Aan de inrichting uit fig 1 kleven nog 2 bezwaren: 35 1· De spleet laat minder dan de helft van de röntgen energie door.

2. De röntgen bundel flikkert. De verticale aftast snelheid moet zo langszaam zijn dat er geen lijnen in het beeld komen.

5 λ "ï rs 1 Π ^ v ν' — i'· ' u - k -

De uitvoeringen volgens figuren 3 en ^ van de onderhavige uitvinding vermijden deze bezwaren,,

In Fig 3 wordt de spleet 2 afgedekt door de tong 3 als deze zich in zijn ruststand bevindt» Bij trillen van 3 3 laat de spleet 2x per tril periode röntgen straling door»

De röntgen opbrengst is dus tweemaal zo groot als in Fig 1· De flikker frekwentie is ook tweemaal zo groot, dus kan de spleet de patient sneller aftasten voordat lijnen in het beeld zichtbaar worden.

10 In Fig 3 is als "fluorescentie scherm" een buisvormige röntgen beeld versterker getekend. Als de spleet van boven naar beneden de patient aftast moet deze buis ook bewegen om in de platte bundel te blijven»

De spleet 2 laat wel 2x per periode straling door , maar dat 13 is ruimtelijk iets gescheiden. Op de bovenhelft van buis 3 valt signaal 6. en op de onderste helft signaal 7.

Staat buis 3 goed op zijn plaats dan komt in het totale signaal 8 geen grond golf voor.

Bij het aftasten moet buis 3 de beweging van spleet unit 2,3 20 volgen, Doet hij dat niet dan ontstaat grondgolf in het totale signaal waaruit een fase gevoelige detector een fout signaal kan afleiden voor een positie servo.

Nu moet nog het signaal 8 met frekwentie 2f de amplitude van de tong met frekwentie f sturen. Dit kan niet d.m»v 25 de simpele coherente terugkoppeling uit fig 1 want de signaal en tong frekwenties verschillen. Toch is coherente terugkoppeling goed mogelijk als voor iedere tong een balans modulator zit die het signaal naar beneden transponeert met de frekwentie f , de stuur frekwentie van de tong.

3Ó‘ Een tong reageert alleen maar op die term uit het mengproduct die met de tong frekwentie overeenkomt. Mits van goede fase is dit een dempings term voor deze tong.

Een en ander volkomen analoog met Fig 1 ·

Maar net zoals in Fig 1 incoherent zou kunnen worden 35 teruggekoppeld kan dat ook hier. Een incoherente sturing van de tong tril amplitude is in Fig 4 geschetst.

De piezoelectrische tong 3 is zelf oscillerend opgenomen in de terugkoppel kring 3 , 8 , 9 » (9 is een begrenzer).

De frekwentie van de getekende tong is f-j .

S Λ (' ? -3 1 0 - 5 -

Deze tong produceert, in de fotocel 7 een frekwentie 2f-| die de tong amplitude zal moeten sturen en een signaal met frekwentie f-j die de positie servo kan sturen , zoals beschreven op pag 4 regel 14-22 van deze aanvrage.

5 De modulator Mip maakt dc van het signaal met frekwentie f1 t.b.v. de positie servo. De modulator M-j ] met schakel-frekwentie 2fi maakt dc van de signaal component met frekwentie 2f-j . Na het laagdoorlaat filter RC ontstaat een gelijkspanning , die , via begrenzer 9 , de tong amplitude 10 regelt. Andere tongen met andere frekwenties in hun fotocel signaal produceren geen dc in de mixer M-j 1 ·

Dus hier is het selectieve element niet de tong zelf maar de 'homodyne mixer Mj -j plus het laagdoorlaat filter.

Als er lï tongen zijn moeten er ook N versterkers 8 en N

15 limitters 9 zijn, 1 fotocel 7 , N mixers M12 ···· , N verdubbelaars 14 , ET foutversterkers 13,1 Referentie spanning maar N aftrek schakelingen.

De positie servo modulatoren Mi 2 ·. Mpp enz hoeven niet in N voud aanwezig te zijn 20 In Fig 4 heeft elke tong zijn eigen oscillator. Maar het is ook mogelijk de tongen zo te dimensioneren dan hun resonatie frekwenties gehele veelvouden zijn van een lage grondfrekwentie. Êên set pulsen met deze lage grondfrekwentie kan dan dienen om alle tongen aan te stoten.

25 Ook is het mogelijk, met goed gedimensioneerde tongen,de oscillator signalen te ontlenen aan een geïntegreerde schakeling zoals die voor electronische orgels is ontwikkeld.

-\ -j -·* .j ~

i O

Claims

1. Röntgen doorlichtings beeldvormer waarbij de röntgenbundel tussen bron en af te beelden object een bewegend spleetvormig röntgen diafragma passeert zodat het object door een platte röntgenbundel wordt afgetast waarbij 5 gedurende het aftasten de doorlaat van genoemde spleet plaatselijk wordt bijgesteld afhankelijk van lokale absorpties in genoemd object met het kenmerk dat genoemde röntgenbundel tevens periodiek wordt gemoduleerd waarbij de lokale modulatie frekwenties afhangen van de coördinaat in de 10 lengte richting van de genoemde spleet.

2. Röntgen doorlichtings beeldvormer volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de genoemde periodieke modulaties worden verricht door Sin of meer bewegende rasters. 15 3. Röntgen doorlichtings beeldvormer uit conclusie 1 waarbij de genoemde spleet een aantal beweegbare tongen bevat met het kenmerk dat genoemde periodieke modulaties worden teweeg gebracht door elke tong in of nabij zijn resonantie frekwentie aan te stoten waarbij elke tong zijn eigen 20 frekwentie of fase heeft. il·. Röntgen doorlichtings beeldvormer uit conclusie^ met het kenmerk dat zich na het genoemde object een· röntgen of een licht detector bevindt.

5. Röntgen doorlichtings beeldvormer uit conclusie 4 25 met het kenmerk dat het signaal van de genoemde detector, eventueel na frekwentie transformatie, wordt toegevoerd aan een aantal frekwentie selectieve elementen die de individuele tongen sturen.

6. Röntgen doorlichtings beeldvormer uit conclusie 5 30 met het kenmerk dat genoemd sturen bestaat uit afbuigen van de individuele tongen.

7. Röntgen doorlichtings beeldvormer uit conclusie 5 met het kenmerk dat genoemd sturen bestaat uit modulatie van de trillings amplitudes van genoemde tongen. 35 8. Röntgen doorlichtings beeldvormer uit conclusie 5 met het kenmerk dat genoemde selectieve elementen de genoemde tongen zelf zijn. " λ ? 3 1 0