DE2840965A1

DE2840965A1 - Strahlendiagnostikgeraet fuer die erzeugung von schichtbildern eines aufnahmeobjekts

Info

Publication number: DE2840965A1
Application number: DE19782840965
Authority: DE
Inventors: Edgar Ing Grad Tschunt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1978-09-20
Filing date: 1978-09-20
Publication date: 1980-04-03
Also published as: FR2436598B1; GB2030422A; FR2436598A1; US4292525A; GB2030422B; DE2840965C2

Description

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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München YPA 78 P 5098 BRD

Strahlendiagnostikgerät für die Erzeugung von Schicht-"bildern eines Aufnahmeobjekts

Die Erfindung betrifft ein Strahlendiagnostikgerät für die Erzeugung von Schichtbildern eines Aufnahmeobjekts mit einer Lagerstatt, mit einer Meßanordnung zur Durchstrahlung des Aufnahmeobjekts aus verschiedenen Richrungen, bestehend aus einer Strahlenquelle, welche ein die zu untersuchende Schicht durchdringendes Strahlenbündel aussendet, dessen Abmessung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist, und einem Strahlenempfänger, welcher der gemessenen Strahlenintensität entsprechende elektrische Ausgangssignale liefert und mit einem am Strahlenempfänger angeschlossenen Rechner zur Berechnung der Schwächungswerte bestimmter Bildpunkte der durchstrahlten Körperschicht aus den Ausgangssignalen des Strahlenempfängers, bei dem der - Strahlenempfänger aus einer Detektorreihe besteht und ein Kollimator mit je einem Kollimatorschacht für jeden Detektor vorhanden ist.

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Bei bekannten Strahlendiagnostikgeräten dieser- Art, sog. Computer-Tomographenj erfolgt eine Drehung der Meßanordnung, gegebenenfalls in mehreren Schritten, wobei zwischen jedem Drehschritt eine seitliche 7er-Schiebung der Meßanordnung zur Abtastung der gesamten zu untersuchenden Schicht des Aufnahmeobjekts erfolgt, so daß jeder Strahlenweg in der untersuchten Schicht von einer "Vielzahl anderer Strahlenwege gekreuzt wird und aus den Ausgangssignalen des Strahlenempfängers durch den Rechner ein Bild der untersuchten Schicht berechnet werden kann. Es ist dabei bekannt, den Kollimator vor dem Strahlenempfänger anzuordnen, so daß die einzelnen Detektoren des Strahlenempfängers nicht mehr durch die Kollimatorwände voneinander getrennt sind. Dadurch ist es jedoch möglich, daß unerwünschte Streustrahlung auf die Detektoren einwirkt. Ferner ist eine getrennte Halterungsvorrichtung für die Detektoren erforderlich, die es schwierig macht, Detektoren einzeln auszuwechseln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Strahlendiagnostikgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein optimaler Schutz der Detektoren des Strahlenempfängers gegen Streustrahlung gegeben und ein leichtes Auswechseln einzelner Detektoren möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Detektor mindestens teilweise in dem ihm zugeordneten Kollimatorschacht angeordnet ist. Bei dem erfindungsgemäßen Strahlendiagnostikgerät schirmen die Wände der Kollimatorschächte die Detektoren gegen seitliche Streustrahlung optimal ab. Ferner ist ein Auswechseln einzelner Detektoren leicht durch Herausziehen aus dem entsprechenden Kollimatorschacht möglich.

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Es ist; besonders mnedkmöBügz wenn der kollimator aus zwei im Albstand voneinander parallel liegenden Seiten— "teilen aus sibralalemalbsorfolerendeHi Material aufgeliaut ■wird, welche mn den Fokus ©ekrüromt sind und auf ihren Innenseiten mit; einander gegenüberliegenden Schlitzen versehen sind., in denen Bleche aus strahlenal)sorM.erendea Haifcerial herausziehbar stecken. In diesem Fall kann Jeder Detektor an einem Blech seines Kollimator— Schachtes befestigt, vorzugsweise angefcleot werden. Das Auswechseln eines einzelnen Detektors ist in einfacher Weise durch Herausziehen des Blechs, auf dem er -befestigt ist, aus dem Sollimator möglich. Ragt jedes KoI-limatorblech mit dem Teil seines Detektors, der die Anschlüsse aufweist, etwas in Strahlenrichtung über die Strahlenaustrittsseite der Seitenteile des Kollimators hinaus, so ist eine leichte Verbindung der Anschlüsse der Detektoren mit den ihnen zugeordneten Leitungen, die beispielsweise auf auf den Außenseiten der Seitenteile angebrachten Leiterplatten vorgesehen sein können, möglich. Die Kollimatorbleche bieten dabei ebenfalls einen guten Schutz gegen Streustrahlung.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Strahlendiagnostikgeräts zur Erläuterung des Erfindungsgedankens,
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Fig. 2 den Strahlenempfänger mit dem zugeordneten Kollimator bei dem Gerät gemäß der Figur 1,

Fig. 3 und 4 einen Schnitt und eine Ansicht von oben des Strahlenempfängers mit dem

Kollimator gemäß Figur 2, und

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' - if - VPA 78 P 5098 BRD Fig, 5 "und 6 eine Einzelheit des -Strahlenempfängers und Kollimators gemäß den Figuren 2 Ms 4.

In der Figur 1 ist als Strahlenquelle eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die mit einem Strahlenempfänger 2 eine Meßanordnung bildet. Der Strahlenempfanger 2 besteht aus einer Reihe von Detektoren 2a, 2b usw., von denen jeder teilweise in dem Schacht eines Kollimators 3 angeordnet ist. Die Röntgenröhre 1 ist mit dem Strahlenempfänger 2 und dem Kollimator 3 über einen Drehrahmen fest verbunden. Die Rörtgenröhre 1 sendet ein fächerförmiges Rörigenstrahlenbündel 4 aus, dessen Ausdehnung in der zu untersuchenden Querschicht 5 eines Pa-

15' tienten 6, welcher auf einer !Lagerstatt 7 liegt, so groß ist, daß die gesamte zu untersuchende Schicht 5 von Röntgenstrahlung durchsetzt wird. Senkrecht zu der Schicht 5 ist die Ausdehnung des Röntgenstrahlenbündels 4 gleich der Schichtstärke. Die Anzahl der Detektoren des Strahlenempfängers 2 ist der gewünschten Bildauf-. lösung entsprechend gewählt und kann z.B. 512 betragen. Jeder Detektor liefert ein Signal, das der Intensität der empfangenen Röntgenstrahlung entspricht. Die Detektoren des Strahlenempfängers 2 sind an einem Rechner 8 angeschlossen, der aus den Ausgangssignalen der Detektoren, die während der Drehung der Meßanordnung 1, 2 um einen Winkel von 360° um die Drehachse 9 gebildet werden, die Schwächungswerte bestimmter Bildpunkte der Schicht 5 und damit ein Bild der durchstrahlten Schicht 5 des Patienten 6 berechnet. Dieses Bild wird auf einem Sichtgerät 10 wiedergegeben. Zur Verringerung der Strahlenbelastung des Patienten 6 kann die Röntgenröhre 1 während eines Abtastvorgangs gepulst werden, so daß beispielsweise pro Winkelgrad ein Satz von Ausgangssignalen des Strahlenempfängers 2 erzeugt wird.

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Auf diese Weise werden beispielsweise 360 χ 512 Ausgangssignale erzeugt. Bei dem Beispiel sind der Übersichtlichkeit halber nicht alle Detektoren, sondern nur eine geringe Detektorzahl gezeigt.

Aus der Figur 2 geht herTor, daß der Kollimator Bleche 3a, 3b usw. aufweist, die auf der Strahlenausgangsseite des Kollimators 3 nach unten etwas über zwei in Verbindung mit den Figuren 3» 4 und 6 noch näher beschriebenen Seitenteilen hinausragen. Jedes der Kollimatorbleche 3a usw. trägt je einen Detektor, der ebenfalls nach unten etwas über die Seitenteile des Kollimators 3 hinausragt, so daß gemäß Figur 2 die Anschlüsse jedes Detektors freiliegen und leicht mit den entsprechenden Leitungen je einer auf jedem Seitenteil auf dessen Außenseite befestigten Leiterplatte verbunden werden können. Jeder Detektor 2a usw. ist somit teilweise in dem ihm zugeordneten Kollimatorschacht angeordnet. In der Figur 2 ist die Leiterplatte 16 dargestellt. Die Verbindung kann durch Löten erfolgen. Gemäß Figur 2 sind auf der Leiterplatte 16 jeweils vier Detektoranschlüsse zu je einem Stecker geführt, von denen die Stecker 12 und 13 dargestellt sind. Entsprechendes gilt auch für die in der Figur 2 nicht sichtbaren Anschlüsse der Detektoren und die entsprechende Leiterplatte auf der nicht sichtbaren Seite des Kollimators 3.

In der Figur 3 ist der Kollimator 3 mit den Detektoren in einer Ansicht von oben gezeigt. Hier sind die beiden Seitenteile 14 und Ί.₍5 sowie die Leiterplatten 16 - und 17 sichtbar. An den Enden ist der Kollimator 3 zwischen zwei Blöcken 18', 19 gehalten, die den Abstand zwischen den Seitenteilen 14, 15 festlegen. Die Bleche 3a usw., die aus strahlenabsorbierendem Material, z.B.

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aus Tantal bestehen, sind in Schlitzen der ebenfalls aus strahlenabsorbierendem Material bestehenden Seitenteile 14, 15, die auf deren Innenseiten liegen, herausziehbar eingesteckt. Sie können also auf der Strahlenaustrittsseite des Kollimators 3 aus diesem einzeln herausgezogen werden. Dadurch ist es möglich, leicht einen einzelnen Detektor durch Herausziehen des Bleches, mit dem der Detektor verbunden, vorzugsweise verklebt ist, auszuwechseln.
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Die Seitenteile 14, 15 können z.B. aus Gießharz bestehen, das mit Bleipulver versetzt ist.

Die Figur 4 zeigt einen Schnitt durch den Kollimator 3.

In ihr ist deutlich erkennbar, daß der größte Teil der Detektoren 2a usw. in den Schächten des Kollimators 3 liegt, während nur der die Anschlüsse tragende Teil der Detektoren 3a usw. auf der Strahlenaustrittsseite des Kollimators 3 herausragt, so daß ein leichter Anschluß der Detektoren 2a usw. an den Leiterplatten 16, 17 möglich ist. Ferner geht aus der Figur 4 hervor, daß die Bleche 3a usw. ebenfalls auf den Strahlenaustrittsseiten des Kollimators 3 herausragen und zwar über die . Strahlenaustrittsseiten der Seitenteile 14, 15 etwas hervorstehen, so daß sie die Detektoren 2a usw. gut gegen Streustrahlung abschirmen.

Die Figur 5 zeigt ein einzelnes Kollimatorblech 3a mit dem daran befestigten Detektor 2a. Der Detektor besteht aus einem Szintillationskristall 20 und einem lichtelektrischen Wandler 21, z.B. einer Fotodiode, die mit dem Szintillationskristall 20 verbunden ist. Der Szintillationskristall 20 kann mit Ausnahme seiner mit dem lichtelektrischen Wandler 21 verbundenen Seite allseitig lichtdicht gekapselt sein. Jedes Kollimator-

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lbledh 3a osw~ trägt eimern Beifcejfctor gemäß dem Auf baa, üa.e er in der Figur 3 dargestellt 1st. IEs ist ferner mit einem Iioela verseilen,, das das Herausziehen aus den Seitenteilen 14₃ 15 iHid damit aus dem Xolliimator zum jHsweelhselji des Detelctors eirlacitot- Ba der Figur 5 ist das IrQeIi 22 des Kollifflatorlblecliaes 3a dargestellt. Alle Szintillationsferistallej die die Hontgenstrallüamg empfangen, liegen somit ganz in den ihnen zugeordneten goll.i fflatorscTaäcntein.

Die Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch den Kollimator 3 mit den Seitenteilen 14, 15, den Leiterplatten 16, 17 sowie den daran angebrachten Steckvorrichtungen 12 und 23. Z\vischen den Seitenteilen 14, 15 ist als Beispiel das Blech 3a zu sehen, das den Szintillationskristall 20 mit dem lichtelektrischen ¥andler 21 trägt. Von den Steckvorrichtungen 12, 23 usw. können Flachbandkabel zur eigentlichen Meßelektronik führen. Die Seitenteile 14, 15, deren Abstand durch die Blöcke 18, 19 festgelegt ist, und die parallel zueinander liegen, sind um den Fokus der Röntgenröhre. 1 gekrümmt.

Die Erfindung ist nictt auf die Anwendung bei einem Computer-Tomographen mit kontinuierlich oder schrittweise drehbarem Strahlenempfänger beschränkt, sondern auch anwendbar, wenn der Strahlenempfänger als Ring ausgebildet ist, der das Aufnahmeobjekt umschließt und während der Abtastung feststeht, bei dem also zu der Abtastung des Aufnahmeobjekts nur die Strahlenquelle gedreht wird.

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Claims

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Patentansprüche

iß Strahlendiagnostikgerät für die Erzeugung iron jehldhtbilderja eines Auf iaahTn eoibjekts mit einer .lagerstatt, ait einer MeBanor&nung zur Durchstrahlung des Aufnahmeobjekts aus verschiedenen Richtungen, bestehend aus einer Strahlenquelle, welche ein die zu untersuchende Schicht durchdringendes Strahlenbündel aussendet, dessen Abmessung senkrecht zur Sehichtebene gleich der Schichtstärke 1st, und einem Strahlenempfanger, welcher der gemessenen Strahlenintensität entsprechende elektrische Ausgangssignale liefert und mit einem am Strahlenempfänger angeschlossenen Rechner zur Berechnung der Schwächungswerte bestimmter Bildpunkte der durchstrahlten Körperschlcht aus den Ausgangssignalen des Strahlenempfängers, bei dem der Strahlenempfänger aus einer Detektorreihe besteht und ein Kollimator mit einem Kollimatorschacht für jeden Detektor "vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Detektor (2a usw.) mindestens teilweise in dem ihm zugeordneten Kollimatorschacht angeordnet ist.
2. Strahlendiagnostikgerät nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß jeder

Detektor (z.B. 2a) aus je einem Szintillationskristall (z.B. 20) und einem nachgeschalteten lichtelektrischen Wandler (z.B. 21) besteht, und der Szintillationskristall (20) im Kollimatorschacht liegt. 30
3. Strahlendiagnostikgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollimator (3) zwei im Abstand voneinander parallel liegende Seitenteile (14, 15) aus strahlenabsorbierendem Material aufweist, welche um den Fokus gekrümmt

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sind und auf ihren Innenseiten mit einander gegenüberliegenden Schlitzen versehen sind, in denen Bleche (3a usw.) aus strahlenabsorbierendem Material herausziehbar stecken.
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4. Strahlendia gnöstikgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Detektor (2a usw.) an einem Blech (3a usw.) seines Kollimatorschachtes befestigt, Torzugsweise angeklebt ist.
5. Strahlendiagnostikgerät nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Eollimatorblech (3a usw.) mit dem lichtelektrisehen Wandler (z.B. 20) in Strahlenrichtung über die Strahlenaustrittsseite der Seitenteile (14, 15) etwas hinausragt.
6. Strahlendiagnostikgerät nach Anspruch 5, d a durch gekennzeichnet, daß auf den Außenseiten der Seitenteile (14, 15) leiterplatten (16, 17) angebracht sind, mit denen die Detektoren (2a usw.) verbunden sind.

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