DE2845369A1

DE2845369A1 - Compton densitometry appts. using X=rays or gamma rays - has collimator for each multi-detector focussed to spaced points in perpendicular directions

Info

Publication number: DE2845369A1
Application number: DE19782845369
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Phys Conrad; Guenther Tressl
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1978-10-18
Filing date: 1978-10-18
Publication date: 1980-04-30

Abstract

The multidetectors (4, 5) are positioned above and below the patient, each with an associated collimator (8, 9). The two collimators (8, 9) are focussed in two perpendicular directions to two different points along the line connecting the centres of the two multidetectors (4, 5). Pref. one of these points lies midway between the two multidetectors (4, 5), while the other point is at a given distance from the midway point. The distance between these two focus points is between 5 and 1 cm. for multidetectors with an input area of between 10 cm x 10 cm and 40 cm x 40 cm, spaced by a distance of between 15 and 45 cm. The two X-ray tubes (1, 2) or Gamma radiation sources lie to either side of the line pining the centres of the two multidetectors (4, 5) with a respective collimator (6, 7) positioned in front of each, together with two detector (10, 11) measuring the total radiation transmitted through the body of the patient.

Description

Gerät-zur Bestimmung der Dichte von Körnern mittelsDevice-for determining the density of grains by means of

durchdringender Strahlen Ein Gerät zur Bestimmung der Dichte von Körpern (Densitometrie) mittels durchdringender Strahlen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus dem Hauptpatent DE-PT 26 55 230 bekannt.penetrating rays A device used to determine the density of bodies (Densitometry) by means of penetrating rays according to the preamble of the claim 1 is known from the main patent DE-PT 26 55 230.

Nach dem Gerät entsprechend dem Hauptpatent kann die Verteilung der Dichte in einem Körper mit einer Anordnung einander zugewandter Meßeinrichtungen bestimmt werden. Dazu werden zwei opponierende kollimierte Röntgenröhren und zwei dazu senkrecht opponierende kollimierte großflächige Detektoren verwendet. Hierbei wird durch die Verwendung der einander entgegenlaufenden Röntgenstrahlen eine Korrektur der Meßwerte im Hinblick auf die im Primärstrahlengang auftretende Absorption möglich. Zur weiteren Korrektur im Hinblick auf die Absorption, welche die Streustrahlen auf dem Weg vom Streuort zu den Detektoren erleidet, ist ein zusätzlicher Flächenstrahler vorgesehen, mit welchem die Detektoren einer Seite bei sonst unveränderlicher Konfiguration ersetzt werden. Dazu ist es aber erforderlich, daß man von dem einen Detektor her, der ersetzt werden soll, durch den ihm vorgeschalteten Kollimator und durch den Kollimator des gegenüberliegenden Detektors diesen auch sehen kann Damit sind aber keine Kollimatoren möglich, deren Art voneinander abweicht, daß man nicht mehr durchdie Anordnung hindurchsehen kann.According to the device according to the main patent, the distribution of the Density in a body with an array of facing measuring devices to be determined. This is done using two opposing collimated x-ray tubes and two for this purpose, collimated large-area detectors opposing perpendicularly are used. Here a correction is made by using the X-rays running in opposite directions the measured values with regard to the absorption occurring in the primary beam path possible. For further correction with regard to the absorption, which the scattered rays on the way from Suffering from scattering location to the detectors is an additional one Surface emitter provided with which the detectors on one side with otherwise unchangeable Configuration to be replaced. But for this it is necessary that one of the one Detector to be replaced by the collimator upstream of it and can see it through the collimator of the opposite detector With this, however, no collimators are possible whose types differ from one another one can no longer see through the arrangement.

Das bekannte Verfahren ist daher auP dne~)issung einer langen Linie (Länge = Ausdehnung der Detektoren in Richtung der Durchstrahlung des Körpers mit Röntgenstrahlen) bezogen oder auf die Messung eines Punktes,auf welchen beide Detektoren fokussiert sind. Im ersten Fall ergibt sich -durch eine seitliche Verschiebung die Abtastung einer großen Fläche Bei punktförmiger Fokussierung muß zur Abtastung einer Fläche eine mäanderförmige Scan-Bewegung, etwa entsprechend dem Fernsehraster, ausgeführt werden. Insbesondere bei diesem Verfahren wird wegen der Konzentration der verfügbaren Detektor-Raumwinkel auf ein kleines Meßgebiet vorzugsweise bei kleinen Flächen und im Vergleich zu einer Messung nach erster Methode gegebener Hautdosis eine wesentliche Erhöhung der Empfindlichkeit des Verfahrens erzielt. Es ist jedoch nachteilig, daß man mindestens die Detektoren samt Kollimatoren abtastend bewegen muß und daß dies einen gewissen Zeitbedarf hat, so daß die bei ähnlichen Abtastverfahren auftretenden Bewegungsunschärfen nachteilig ins Gewicht fallen.The known method is therefore based on the drawing of a long line (Length = extension of the detectors in the direction of the irradiation of the body with X-rays) or the measurement of a point on which both detectors are focused. In the first case, a lateral shift results in the Scanning a large area With punctiform focussing, a Surface a meandering scan movement, roughly corresponding to the television grid will. In particular, this method is used because of the concentration of available Detector solid angle on a small measurement area, preferably with small areas and Compared to a measurement according to the first method, the given skin dose is a substantial one Increase in the sensitivity of the procedure achieved. However, it is disadvantageous that you have to move at least the detectors including collimators scanning and that this takes a certain amount of time, so that those occurring in similar scanning processes Motion blurs have a negative impact.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Gerät zur Bestimmung der Dichte von Körpern mittels durchdringender Strahlen gemäß Oberbegriff des- Patentanspruchs 1 einen Kompromiß anzugeben, nach welchem bei sowohl ausreichender Geschwindigkeit als auch ausreichender Auflösung ein geeignetes Bild der Verteilung der Dichte in einem Körper bestimmbar ist Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.The invention is based on the object of a device for determining the density of bodies by means of penetrating rays according to the generic term des- claim 1 to specify a compromise, after which both sufficient Speed as well as sufficient resolution a suitable picture of the distribution the density in a body can be determined This object is achieved according to the invention solved the measures specified in the characterizing part of this claim.

Nach der Erfindung werden verschiedene Kollimator-en verwendet. Die beiden Kollimatoren sind in der Ebene senkrecht zur Durchstrahlung mit Röntgenstrahlen auf gleiche Entfernung d fokussiert. Der Abstand der Frontseiten der Kollimatoren ergibt sich dann zu 2 d. In der Ebene des Röntgenstrahls haben die beiden Kollimatoren zwar ebenfalls einen gemeinsamen Fokussierungspunkt. Dieser ist jedoch um eine Entfernung e von der Fokussierung in der erstgenannten Ebene entfernt. In der zweiten Ebene weist der erste Kollimator einen Fokusabstand von d plus e und der Kollimator zwei einen Fokusabstand d minus e auf, so daß insgesamt der feststehende Abstand zwei d erhalten bleibt. Durch die Verschiebung der zweiten Fokussierung um e ist die Länge des Linienstückes, das sich in der Mittelebene zwischen den beiden Kollimatoren ergibt, durch den Abstand e bestimmt. Die Ortung im zweiten Detektor erfolgt gegensinnig gegenüber dem ersten Detektor. Dies beruht darauf, daß das Linienstück durch eine Zentralprojektion auf die Detektoren projiziert wird, wobei beim ersten Detektor Gegenstand und Bild auf der gleichen Seite, beim zweiten Detektor jedoch auf verschiedenen Seiten des Zentralpunktes (Fokuspunktes) liegen (Punktspiegelung und Vergrößerung).Various collimators are used in accordance with the invention. the both collimators are in the plane perpendicular to the X-ray irradiation focused at the same distance d. The distance between the front sides of the collimators then results in 2 d. The two have collimators in the plane of the X-ray beam also a common focus point. However, this is a distance e removed from focusing in the first-mentioned plane. On the second level the first collimator has a focus distance of d plus e and the collimator has two a focus distance d minus e, so that a total of the fixed distance two d is retained. By shifting the second focus by e, the Length of the line that is in the center plane between the two collimators results, determined by the distance e. The location in the second detector is done in opposite directions opposite the first detector. This is based on the fact that the line segment through a Central projection is projected onto the detectors, with the first detector The object and the image are on the same page, but on the second detector on different pages Sides of the central point (focal point) lie (point reflection and magnification).

Auch bei dieser Verwendung zweier gegeneinandergerichteter Strahler und auf ihre Verbindungslinie gerichteter zweier ortender Multidetektoren, also solchen mit großem Raumwinkel, die einen großen Anteil der gestreuten Strahlung registrieren und eines Flächenstrahlers, wird sowohl die Absorption der Primärstrahlen als auch die Absorption der Streustrahlen im Gewebe simultan erfaßt. Entscheidend ist dabei, daß die- durch die Streuzählraten gegebene statistische Meßgenauigkeit durch die Korrekturen nicht beeinträchtigt wird. Dies beruht darauf, daß die Dosisbelastung durch die Elächenstrahler be mit den Ssreustrahlraten vergleichbarer Zählrate sehr--.gering ist Die Erfindung beruht auf zwei Erkenntnissen: 1. Nach Clarke und Van Dyk können nur sehr kleine Detektoren verwendet werden, da nur dann Transmissionamessungen und Streumessungen längs der gleichen Wege erfolgen (enge Strahlenbündel). Die Verwendung von großen Detektoren erscheint unmöglich, da dann zwischen diesen Wegen keine Korrelation mehr besteht. Die Absorption der Streustrahlung läßt sich durch eine Transmissionsmessung dann nicht mehr ermitteln. Erfindungsgemäß wird durch den Einsatz von ort enden Multidetektoren diese Korrelation durch Kombination der Meßwerte wieder hergestellt, wobei die Eigentümlichkeit des Abbildungsverfahrens darin besteht, daß die Zahl der Bildelemente (Detektorelemente) um eine bis mehrere Größenordnungen höher ist als die Zahl der abzubildenden Objektelemente (Streuvolumina). Die Multidetektoren werden daher hier nicht in üblichem Sinne wie bei der Anwendung einer Gamma-Kamera oder eines Röntgenbildverstärkers verwendet, wo für jedes Objektelement genau ein Detektorelement zur Abbildung benutzt wird.Even with this use of two oppositely directed emitters and two locating multi-detectors directed at their connecting line, that is those with a large solid angle that make up a large proportion of the scattered radiation register and a surface emitter, both the absorption of the primary rays and the absorption of the scattered rays in the tissue are recorded simultaneously. Decisive is that the statistical measurement accuracy given by the scatter count rates is not affected by the corrections. This is due to the fact that the dose load Due to the surface emitters, counting rates comparable to those of the scattering radiation rates are very low The invention is based on two findings: 1. According to Clarke and Van Dyk can only very small detectors are used, since only then transmission measurements and scatter measurements are made along the same paths (narrow bundles of rays). The usage of large detectors seems impossible because there is no correlation between these paths there is more. The absorption of the scattered radiation can be determined by a transmission measurement then no longer determine. According to the invention, the use of place ends Multidetectors re-establish this correlation by combining the measured values, where the peculiarity of the mapping process is that the number of the picture elements (detector elements) is one to several orders of magnitude higher than the number of object elements to be imaged (scattering volumes). The multi-detectors are therefore not used here in the usual sense as when using a gamma camera or an X-ray image intensifier where used for each object element exactly one detector element is used for imaging.

2. Nach Clarke und Van Dyk muß die Energie der Streustrahlung und diejenige des für die Transmissionsmessung benutzten Strahlers übereinstimmen, da andernfalls die Absorption der Streustrahlung nicht bestimmt werden kann. Dies beding#t die Verwendung bestimmter Streuwinkel und schließt die Verwendung beliebiger Kollimatorkdnfigurationen äus, wie z.B.2. According to Clarke and Van Dyk, the energy of scattered radiation must be and that of the radiator used for the transmission measurement match, since otherwise the absorption of the scattered radiation cannot be determined. This requires the use of specific scattering angles and excludes the use of any collimator configurations äus, such as

die extrem empfindliche Messung##e.i$nQs einzigen Streuvolumens mit einem KoiIima%or#, -#d#r groBen Raumwinkel aufweist. Erfindungsgemäß können beliebige Streuwinkel verwendet werden, da eine Umrechnung möglich ist, sofern die verwendeten Energien dem zu untersuchenden Körper angepaßt sind und sich in einem Bereich bewegen, in welchem die Compton-Streuung überwiegt, z.B. oberhalb von 150 keV bei Untersuchungen am menschlichen Körper. the extremely sensitive measurement ## e.i $ nQs only scattered volume with a KoiIima% or #, - # d # r has a large solid angle. According to the invention, any Scattering angles can be used, as a conversion is possible, provided that the used Energies are adapted to the body to be examined and move in a range, in which the Compton scattering predominates, e.g. above 150 keV in examinations on the human body.

Das Verfahren nach der Erfindung ist daher sehr flexibel. Es können in derselben Apparatur nur durch Austauschen von auf verschiedene Streuvolumina gerichtete Detektor-Kollimatoren ein einziges Streuvolumen oder unterschiedliche Bereiche gemessen werden. Durch zusätzliche Scanbewegung können die Meßdaten erhalten werden, die man zu einem Schichtbild zusammensetzen kann. Nach der Erfindung können beliebige Kompromisse zwischen sehr schnellen dynamischen Studien einerseits, d.h. die Messung der zeitlichen Änderung der Dichte z.B. in einem einzigen Streuvolumen oder längs einer Linie und Abbildung von Schichten, oder Teilschichten beliebiger Lage andererseits geschlossen werden. Kleine Ausschnitte aus Schichten erhält man z.B. durch mäanderförmiges Abtasten, einer sog. Scanbewegungysenkrecht zu dem kleinen Linienteil, das oben angegeben ist.The method according to the invention is therefore very flexible. It can in the same apparatus only by exchanging different scattering volumes directional detector-collimators a single scattering volume or different Areas to be measured. The measured data can be obtained by an additional scanning movement that can be put together to form a layered image. According to the invention can any compromises between very fast dynamic studies on the one hand, i.e. the measurement of the change in density over time, e.g. in a single scattered volume or along a line and mapping of layers, or sub-layers of any desired Location on the other hand to be closed. Small sections of layers are obtained e.g. through Meandering scanning, a so-called vertical scanning movement to the little line part given above.

Als Strahler sind sowohl Röntgenstrahlenquellen, also Röntgenröhren, verwendbar als auch Gammastrahler, die bei hinreichender Intensität dünne Strahlenbündel erlauben. Bei Röntgenstrahlen und Anwendung bei Untersuchungen des menschlichen Körpers kann man von 200 bis 400 kVp ausgehen. Bei Verwendung von Isotopen ist ebenfalls darauf zu achten, daß die Strahl sich in der Größenordnung von 150 keV bis 660 keV bewegt. Als Isotope sind dabei besonders geeignet Co57, Ba, Cs etc. Dabei sollte 'eine-Intinsität pro cm erhalten werden in der Größenordnung von 107/sec 2 cm2 2 bis 109/sec ~ cmbei radioaktiven Strahlern, 1010/sec cm2 bei Therapieröhren, bis 1012/sec ~ cm2 bei Diagnostikröhren im Kurzzeitbetrieb, jeweils in 50 cm Abstand, so daß sich bei einem Durchmesser des Strahlenbündels von 2 mm bis 20 mm ausreichend Streuungen ergeben, die dann zu geeigneten Meßergebnissen in geeigneten Zeitabläufen, d.h. z.B. 0,01 sec für Messung eines einzelnen Volumens oder einer Linie, bis zu 60 sec für Messung einer Schicht, ergeben. In der Regel dürfte bei unbewegten Körperteilen eine Aufnahmedauer von 10 sec anzustreben sein, wo hingegen bei bewegten Körperteilen, etwa der Lunge oder dem Herzen, Aufnahmedauern von 0,1 sec und darunter anzustreben sind.Both X-ray sources, i.e. X-ray tubes, can be used as well as gamma emitters which, if the intensity is sufficient, thin beams of rays allow. For X-rays and for use in human examinations Body can be assumed from 200 to 400 kVp. When using isotopes is also make sure that the beam is in the order of 150 keV to 660 keV emotional. Co57, Ba, Cs etc. are particularly suitable as isotopes An intinity per cm can be obtained on the order of 107 / sec 2 cm2 2 up to 109 / sec ~ cm for radioactive emitters, 1010 / sec cm2 for therapy tubes, up to 1012 / sec ~ cm2 for diagnostic tubes in short-term operation, each at a distance of 50 cm, so that with a diameter of the beam of 2 mm to 20 mm is sufficient Scatter results, which then lead to suitable measurement results in suitable time sequences, i.e. e.g. 0.01 sec for measuring a single volume or a line, up to 60 sec for measuring one layer. As a rule, it is likely to be with immobile parts of the body A recording time of 10 seconds should be aimed for, where, on the other hand, with moving parts of the body, the lungs or the heart, for example, to aim for recording times of 0.1 sec and less are.

Als Detektoren sind insbesondere Gamma-Kameras anwendbar, bei denen eine punktweise Auflösung des Bildes möglich ist. Solche sind insbesondere diejenigen, die nach dem Typ der Anger-Kamera aufgebaut sind. Eine Ausführung einer solchen Kamera, die besonders emp£indlich ist, ist beschrieben in DE-PS 16 14 459. Als aufzulösende Punkte sind solche anzusprechen, deren Durchmesser sich zwischen 5 und 10 mm bewegen. Für Extrem- fälle sind, wenn es auf Empfindlichkeit und weniger auf Auflösung ankommt, solche von 20 mm und darüber vorstellbar. Außer den bekannten Gamma-Kameras nach dem Anger-System sind auch Bildverstärker anwendbar, insbesondere dann, wenn die Auflösung wesentlich unter 5 mm liegen soll oder eine hohe Dichteauflösung angestrebt wird, so daß hohe Quantenflüsse verarbeitet werden müssen, um nicht zu lange Meßzeiten zu haben.Gamma cameras in which a point-by-point resolution of the image is possible. Such are especially those which are based on the type of the Anger camera. An execution of such a Camera, which is particularly sensitive, is described in DE-PS 16 14 459. As to be resolved Points are to be addressed with a diameter between 5 and 10 mm. For extreme cases are when it is down to sensitivity and less resolution is important, those of 20 mm and more are conceivable. Except the known ones Gamma cameras according to the Anger system can also be used, in particular, for image intensifiers when the resolution is to be significantly below 5 mm or a high density resolution is aimed at, so that high quantum flows must be processed in order not to to have long measuring times.

Die Auflösung in Bildpunkte geschieht dabei dadurch, daß ein Fernsehabtastsystez mit geeigneter Ptasterung (etwa eine Bildpunktzahl von 1000 bis 10.000, d.h.The resolution into pixels takes place in that a television scanning system with suitable scanning (approximately a number of pixels from 1000 to 10,000, i.e.

eine Auflösung von 10 bis 3#mm bes DeteRtoren von ca 30 ~ 30 cm) im Ausgang der Bildverstå-rke-verwendet wird.a resolution of 10 to 3 # mm besides detectors of approx. 30 ~ 30 cm) im Image enhancement output is used.

Die Wirkungsweise und weitere Einzelheiten der ErSindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.The mode of action and further details of the invention are described below explained on the basis of the exemplary embodiments shown in the figures.

In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung im Querschnitt und in der Fig. 2 im Längsschnitt dargestellt, in der Fig. 3 ist eine schematische Anordnung nach der Erfindung in einem Blockschaltbild gezeichnet, in der Fig. 4 ein Ausschnitt, der die Wirkungsweise des flächenhaften Strahlers-wiedergibt, in der Fig. 5 eine Draufsicht auf die Anordnung des flächenhaften Strahlers, in der Fig. 6 eine Ausbildung des flächenhaften Strahlers mit Röntgenröhren, in den Fig. 7 und 8 sind zur Vereinfachung der Erläuterung in mit Fig. 1 weitgehend übereinstimmender Darstellung Winkel und Meßgrößen eingetragen bei gestrichelter Eintragung der Verhältnisse gemäß Hauptpatent. In Fig. 1, an arrangement according to the invention is in cross section and in Fig. 2 in longitudinal section, in Fig. 3 is a schematic Arrangement according to the invention drawn in a block diagram, in FIG. 4 a section showing the mode of action of the planar radiator, in 5 is a plan view of the arrangement of the planar radiator, in 6 shows an embodiment of the planar radiator with X-ray tubes in which To simplify the explanation, FIGS. 7 and 8 largely correspond to FIG. 1 Representation of angles and measured variables entered with the relationships entered with dashed lines according to the main patent.

In der allgemeinen DarstelIung in#?d#e# Fig. 1 und ist mit 1 und 2 je eine Röntgenröhre bezeichnet. Zwischen diesen beiden liegt der Körper 3, an#d&s##en#tei#en seitlich der Verbindung zwischen den Röhren 1 und 2 liegenden Seiten sich Multidetektoren 4 und 5 befinden.In the general representation in #? D # e # Fig. 1 and is with 1 and 2 each designated an X-ray tube. Between these two is the body 3, on # d & s ## en # part # en to the side of the connection between the tubes 1 and 2 there are multidetectors 4 and 5 are located.

Sowohl den Röhren 1 und 2 als auch den Multidetektoren 4 und 5 sind Kollimatoren 6 bis 9 vorgeschaltet. Bei den Röhren ist vor den Kollimatoren 6 und 7 jeweils noch ein Detektor 10 und 11 angeordnet. Den Kollimatoren 8 und 9 sind Detektoren 4 und 5 nachgeschaltet.Both the tubes 1 and 2 and the multidetectors 4 and 5 are Collimators 6 to 9 are connected upstream. The tubes are in front of the collimators 6 and 7 a detector 10 and 11 are arranged in each case. The collimators 8 and 9 are Detectors 4 and 5 connected downstream.

Von dem von der Röhre 1 kommenden, durch den Kollimator 7 ausgeblendeten Strahlenbündel 14 wird im Körper 3 auf seiner Durchdringbahn Anlaß zum Aussenden von Streustrahlen gegeben. Das von den Kollimatoren 6 bis 9 erfaßte Linienstück ist mit XX bezeichnet.From the one coming from the tube 1 and masked out by the collimator 7 The beam of rays 14 is the cause of emission in the body 3 on its path through which it penetrates given by scattered rays. The line segment detected by the collimators 6 to 9 is denoted by XX.

In den Fig. 1 und 2 ist eines der Streuvolumen besonders herausgehoben und mit 15 bezeichnet. Von diesem trifft je ein Streustrahlenbündel 16 auf den oberen Detektor 5 und 17 auf den unteren Detektor 4. Dort werden dann in Detektorelementen 18 und 19 bzw. 18', 19' elektrische Signale ausgelöst. Die beiden Elemente 18 und 19 aus den Reihen 12 und 13 (Fig 1) befinden sich auch in den Reihen 12' und 13'. Sie sind dort mit 18' und 19' bezeichnet.In FIGS. 1 and 2, one of the litter volumes is particularly emphasized and denoted by 15. A scattered beam 16 of each of these strikes the upper one Detector 5 and 17 on the lower detector 4. There are then in detector elements 18 and 19 or 18 ', 19' triggered electrical signals. The two elements 18 and 19 from rows 12 and 13 (Fig. 1) are also located in rows 12 'and 13'. They are marked there with 18 'and 19'.

Die Detektorreihen 12 und 13 von 4 und 5 sind quer zum Körper 3 ausgerichtet, ebenso wie die Kanäle 20 und 21 der Kollimatoren 8 und 9, die auf den um e vom Mittelpunkt nach 9 zu verschobenen Punkt zwischen ihnen fokussiert sind. Die Kanäle 20' und 21' liegen quer dazu, also längs zum Körper 3, wie in Fig. 2 sichtbar wird. Sie sind auf den Mittelpunkt zwischen 8 und 9 fokussiert. Die Streustrahlen sind dabei mit 16' und 17' bezeichnet. Zwischen den Kollimatoren 9 und den Detektoren 12 bzw. zwischen den Kollimatoren 9' und den Detektoren 12' ist als eine Leiste ein fläctienhafter Strahler 22 angedeutet, der zur Messung der Absorption auf einem Strahlenweg entsprechend 1Ut und 17' bzw 16 und 17 benutzt wird. Die Absorptionsmessung erfolgt in den Detektorelementen 19 bzw. 19'.The rows of detectors 12 and 13 of 4 and 5 are aligned transversely to the body 3, as well as the channels 20 and 21 of the collimators 8 and 9, which on the around e from the center after 9 to moved point between them are focused. The channels 20 'and 21 ′ lie transversely thereto, that is to say along the body 3, as can be seen in FIG. 2. she are focused on the midpoint between 8 and 9. The scattered rays are there labeled 16 'and 17'. Between the collimators 9 and the detectors 12 or Between the collimators 9 'and the detectors 12' there is a fläctienhaft as a bar Emitter 22 indicated, corresponding to the measurement of the absorption on a beam path 1Ut and 17 'or 16 and 17 is used. The absorption measurement takes place in the detector elements 19 or 19 '.

Die Messung erfolgt durch abwechselnde Betätigung der Röntgenröhren 1 und 2 und Einschieben der Flächenquelle 22 hinter dem Kollimator 9 des Detektors L.The measurement is carried out by alternately actuating the X-ray tubes 1 and 2 and inserting the area source 22 behind the collimator 9 of the detector L.

Die Bestimmung der Streustrahlenintensität von den Streuvolumina wie 15 erfolgt in an sich bekannter Weise aus den Zählraten der Detektorelemente 18 und 19 bzw. 18' und 19'. Mit der Flächenquelle 22 wird durch den Detektor 5 das Produkt der Absorption für die Strecken 16' und 17' bestimmt entsprechend aik b (n-i)k' wobei a und b für die Absorptionen auf den Strecken 16' und 17' stehen und im Index i für die Lage des Detektorelements 18' in der Reihe 12' sowie k für die Lage in der Reihe 12 gemäß Fig. 1 quer zum Körper 3 und n für die Anzahl der verwendeten Detektorelemente in der Reihe 12'. Außerdem sind Naik und Nb(n i)k die Zählraten bei der Streustrahlenmessung in den Multidetektoren 4 und 5.The determination of the scattered radiation intensity from the scattered volumes such as 15 takes place in a manner known per se from the count rates of the detector elements 18 and 19 or 18 'and 19'. With the area source 22, the detector 5 detects the Product of the absorption for the distances 16 'and 17' determined according to aik b (n-i) k 'where a and b stand for the absorptions on the lines 16' and 17 'and in the index i for the position of the detector element 18 'in the row 12' and k for the Position in the row 12 according to FIG. 1 transversely to the body 3 and n for the number of used Detector elements in row 12 '. In addition, Naik and Nb (n i) k are the count rates when measuring scattered radiation in multi-detectors 4 and 5.

Damit ist die Dichteverteilung längs einer Linie bestimmt, d.h. in der Zeichnung entlang des Linien- stücks XX. Eine Schicht ergibt sich durch Scanbewegung (Translation der gesamten, um den Körper 3 herum angeordneten Teile senkrecht zur Papierebene in Abb. 1).This determines the density distribution along a line, i.e. in the drawing along the line piece XX. One layer yields by scanning movement (translation of the entire, around the body 3 around Parts perpendicular to the plane of the paper in Fig. 1).

Um die Funktion der Multidetektoren in einfacher Form erläutern zu können, seien zunächst zwei kleine Detektoren zur Messung der Streustrahlung betrachtet. Siehe hierzu Fig. 7.To explain the function of the multi-detectors in a simple form let us first consider two small detectors for measuring the scattered radiation. See Fig. 7 in this regard.

Es seien Na1, Na2 die Zählraten im Detektor 4 mit Röhre 1, 2, weiter seien Nb1 , Nb2 die Zählraten im Detektor 5 mit Röhre 1, 2, I1, 12 die Strahlintensitäten der Röhren 1, 2, gemessen durch die Detektoren 10, 11.#;.Let Na1, Na2 be the counting rates in detector 4 with tube 1, 2, further let Nb1, Nb2 be the count rates in detector 5 with tube 1, 2, I1, 12 the beam intensities of the tubes 1, 2 measured by the detectors 10, 11. # ;.

T1, T2 die Transmission der Strahlung der Röhren 1, 2 am Streuort; T = T1, T2 die Gesamt-Transmission der Strahlung der Röhren 1, 2 durch den Körper, ebenfalls gemessen durch die Detektoren 10, 11; dann ist wobei d eine Apparatekonstante ist, abhängig von Raumwinkeln, Strahlquerschnitt etc., a#, b# die Absorption für Streustrahlung mit einer Energie entsprechend dem zwischen der Horizontalen 24 und 17' liegenden Streuwinkel O ist.T1, T2 the transmission of the radiation from the tubes 1, 2 at the scattering location; T = T1, T2 is the total transmission of the radiation from the tubes 1, 2 through the body, also measured by the detectors 10, 11; then where d is an apparatus constant, depending on solid angles, beam cross-section, etc., a #, b # is the absorption for scattered radiation with an energy corresponding to the scattering angle O lying between the horizontal 24 and 17 '.

(d #) ist der Streuquerschnitt unter dem bei (6) und Streuwinkel 0.(d #) is the scattering cross-section under that at (6) and scattering angle 0.

Hieraus folgt Dadurch ist die Dichte S vollständig bestimmt, da ag ~ bg durch eine Transmissionsmessung mit dem Strahler 22 ermittelt wird.It follows from this The density S is thereby completely determined, since ag ~ bg is determined by a transmission measurement with the radiator 22.

Bei unterschiedlicher Energie der Streustrahlung und des Flächenstrahlers ist eine Umrechnung erforderlich, da die Absorption unterschiedlich ist. Die Transmissionsmessung mit der Flächenquelle liefert: wo der /u1' der Massenabsorptionskoeffizient für die Energie der Flächenquelle ist und ma + die Massenbelegung längs der einzelnen durchgehenden Meßlinien zwischen den Kameras bzw. Bildverstärkern.If the energy of the scattered radiation and the surface radiator differ, a conversion is necessary because the absorption is different. The transmission measurement with the area source provides: where / u1 'is the mass absorption coefficient for the energy of the area source and ma + is the mass coverage along the individual continuous measuring lines between the cameras or image intensifiers.

Bei der Streustrahlenmessung ist in Gleichung (6) und (7) jedoch der Ausdruck (5) mit dem Absorptionskoeffizienten t , , gemittelt über das Röntgenspektrum, einsJ ., zusetzen. Ein Fehler entsteht dabei wegen der Materialabhängigkeit des Absorptionskoeffizienten, da die Zusammensetzung des Gewebes zwischen Streuort und Detektoren unbekannt ist. Die größte Abweichung besteht dabei zwischen Wasser und Knochengewebe. Zwischen 200 keV und 400 keV ist jedoch beispielsweise die Abweichung des Umrechnungsfaktors von /u1/# auf /u2/# zwischen Wasser und Knochengewebe überall kleiner als 1,5 %. Da einerseits wegen der Anatomie, andererseits wegen der Größe .der Detektorraumwinkel nur ein kleiner Bruchteil der Absorptionswege insgesamt mit Knochengewebe belegt sein kann, können in der Praxis noch niedrigere Energien verwendet werden. Der obige Umrechnungsfaktor weicht zwischen Wasser und Knochengewebe zwischen 150 keV und 400 keV um maximal 3 % ab und zwischen 100 keV und 400 keV um maximal 9 %.In the case of scattered radiation measurement, however, in equations (6) and (7), the Expression (5) with the absorption coefficient t, averaged over the X-ray spectrum, oneJ., add. An error arises because of the material dependency of the Absorption coefficient, as the composition of the tissue between the scattering location and Detectors is unknown. The greatest difference is between water and Bone tissue. However, the deviation is between 200 keV and 400 keV, for example the conversion factor from / u1 / # to / u2 / # between water and bone tissue everywhere less than 1.5%. Because on the one hand because of the anatomy, on the other hand because of the size .the solid angle of the detector is only a small fraction of the total absorption paths can be covered with bone tissue, even lower energies can be used in practice be used. The above conversion factor differs between water and bone tissue between 150 keV and 400 keV by a maximum of 3% and between 100 keV and 400 keV by a maximum of 9%.

Unabhängig von (8) liefert die Kombination Na2> Nbl mit mit Streuwinkel180°- 0 ebenfalls einen Meßwert für Aus Vorstehendem und (8) ergibt sich die Dichte zu Für flächig (räumlich) ausgedehnte IIuitidetektoren folgt hieraus für die Kollimatorkonfiguration nach Fig. 1, 2 (s. hierzu auch Fig. 8) für das i-te Streuvolumenelement, in Fig. 1 und 2 als 15 bezeichnet: hierbei sind Naiik usw. die gemessenen Streuzählraten integriert über Flächen von etwa 1 cm in den Multidetektoren. a1ikX b2(n-i)(m-k) und a2ik b1(n-i)(m-k) sind die über dieselben Flächen im Multidetektor 5 integrierten Zählraten bei der Transmissionsmessung mit dem Flächenstrahler entsprechend ag und bg in Gleichung (5), jedoch umgerechnet wegen der abweichenden Energie der Streustrahlung gegenüber dem Flächenstrah- ler. Die Indices i, k beziehen sich dabei auf die etwa 1 cm2 großen Flächenelemente der Multidetektoren, wobei der Index i in der Papierebene der Fig. 1 zählt, k senkrecht hierzu.Independent of (8), the combination Na2> Nbl with with a scattering angle of 180 ° - 0 also provides a measured value for. From the above and (8), the density results in For two-dimensional (spatially) extended IIIuitid detectors it follows from this for the collimator configuration according to FIGS. 1, 2 (see also FIG. 8) for the ith scattering volume element, denoted as 15 in FIGS. 1 and 2: Here Naiik etc. the measured scatter counting rates are integrated over areas of about 1 cm in the multi-detectors. a1ikX b2 (ni) (mk) and a2ik b1 (ni) (mk) are the counting rates integrated over the same areas in the multidetector 5 for the transmission measurement with the surface emitter according to ag and bg in equation (5), but converted because of the different energy of the Scattered radiation compared to the surface emitter. The indices i, k relate to the surface elements of the multi-detectors approximately 1 cm2 in size, the index i counting in the plane of the paper in FIG. 1, k perpendicular thereto.

bestimmt sich somit aus dem arithmetischen Mittel des geometrischen Mittels jeweils zweier Zählraten. In der Mitte des Körpers, jeweils annähernd gleiche Absorption für die Primärstrahlen untereinander und die Streustrahlung in den beiden. Detektoren 4 und 5 unter einander angenommen, wird daher mit einer solchen Genauigkeit bestimmt, als ob vier unabhängige Messungen vorgenommen würden. Der Einsatz der beiden Röhren 1 und 2 und der zwei Detektorsysteme 4 und 5 kommt also der statistischen Meßgenauigkeit voll zugute. Lediglich die Transmissionsmessung mit einem radioaktiven Präparat, wie etwa mit 57Co als Flächenstrahler, bringt eine zusätzliche Dosiserhöhung. Da jedoch bei der Transmissionsmessung das Verhältnis von Zählrate zu Dosisleistung sehr viel höher ist als bei der Streustrahlenmessung, weil bei letzterer auch bei großen Detektoren nur ein Bruchteil der Strahlung vom Detektor erfaßt wird, bei der Transmissionsmessung dagegen alle Strahlung, können die ai ~ bi mit geringfügiger Dosisbelastung wesentlich genauer, bestimmt werden als den Zählraten Ni entspricht. Entsprechend ist der Fehler in T zu vernachlässigen.is thus determined from the arithmetic mean of the geometric Using two count rates each. In the middle of the body, each approximately the same Absorption for the primary rays among each other and the scattered radiation in the two. Detectors 4 and 5 are assumed to be among each other, therefore, with such accuracy determined as if four independent measurements were being made. The use of the two tubes 1 and 2 and the two detector systems 4 and 5, so comes the statistical Measurement accuracy fully benefits. Only the transmission measurement with a radioactive one Preparation, such as with 57Co as a surface emitter, brings an additional dose increase. Since, however, the ratio of count rate to dose rate in the transmission measurement is much higher than with the scattered radiation measurement, because with the latter also with large detectors only a fraction of the radiation is detected by the detector the transmission measurement, on the other hand, all radiation, the ai ~ bi can with less Dose exposure can be determined much more precisely than corresponds to the counting rates Ni. Accordingly, the error in T can be neglected.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 3 können die beiden Detektoren 4 und 5 als Anger-Kameras 25 und 26 ausgebildet sein, wie sie etwa in der DE-PS 16 14 439 beschrieben sind. Die Röhren 1 und 2 sind mit den Kollimatoren 6 und 7 sowie den Detektoren 10 und 11 jeweils zu einem Strahlersystem 27 und 28 zusammengefaßt und weisen außerdem noch jeweils eine Drehblende 29 und 30 auf zur wechselweisen Einschaltung des Strahlenbün- dels 31 vom System 27 her bzw. vom System 28. Der Flächenstrahler 22 ist als Drehsystem 32 ausgebildet. Die Stromversorgung der Einrichtung erfolgt über ein Netzgerät 33, von dem aus über Leitungen 34 und 35 über einen Röntgenapparat 36 die Strahl er systeme 27 und 28 versorgt werden, ebenso wie ein Kernspeicher und Rechner 37, ein daran angeschlossener Bandspeicher 38 und ein Monitor 39. An den Kernspeicher sind außerdem die Detektoren 25 und 26 über Leitungen 40 und 41 angeschlossen, ebenso wie die Detektoren 10 und 11 über Leitungen 42 und 43, die -g-T#)£chz#i#tig ein-e#üm###c###aItung der Aufnahme der Meßergebnisse aus den Detektoren im Kernspeicher 37 im Takt der Drehblenden 29 und 30 bewirken. Über eine Leitung 44 erfolgt eine ents#rechende Abschaltung des Detektors 25 und eine Einspeicherung der Meßergebnisse aus dem Detektor 26, wenn durch den Flächenstrahler 22 im Drehsystem 32 die Durchstrahlmessung entlang dem Streustrahlenbündel erfolgt.According to the illustration in FIG. 3, the two detectors 4 and 5 be designed as Anger cameras 25 and 26, such as those in DE-PS 16 14 439 are described. The tubes 1 and 2 are with the collimators 6 and 7 and the detectors 10 and 11 are each combined to form a radiator system 27 and 28 and also each have a rotating screen 29 and 30 to alternate Activation of the radiation bundle dels 31 from the system 27 or from System 28. The surface radiator 22 is designed as a rotating system 32. The power supply the device takes place via a power supply unit 33, from which via lines 34 and 35 the radiation systems 27 and 28 are supplied via an X-ray apparatus 36, as well as a core memory and computer 37, a tape memory connected to it 38 and a monitor 39. Detectors 25 and 26 are also attached to the core memory Connected via lines 40 and 41, as well as the detectors 10 and 11 via Lines 42 and 43, the -g-T #) £ chz # i # tig ein-e # üm ### c ### aItung the inclusion of the Measurement results from the detectors in the core memory 37 in time with the rotary diaphragms 29 and 30 effect. The detector is switched off accordingly via a line 44 25 and a storage of the measurement results from the detector 26, if by the Surface radiators 22 in the rotating system 32 carry out the radiation measurement along the scattered beam he follows.

Schließlich wird im Rechner 37 für jeden Punkt aus den Detektoren 12, 13-und 12' sowie 13' gemäß der Formel (9) die Dichte an dem zugehörigen Punkt im Körper 3 berechnet und in den Bandspeicher 38 übergeführt. Von diesem aus kann dann in dem Monitor 39 ein Bild abgerufen werden, das einem Schichtbild etwa in der Horizontalen 24 entspricht.Finally, in the computer 37 for each point from the detectors 12, 13 and 12 'as well as 13' according to the formula (9) the density at the associated point calculated in the body 3 and transferred to the band memory 38. From this you can then an image can be called up in the monitor 39, which is approximately in the horizontal 24 corresponds.

In der Fig. 4 ist ein vorderer Abschnitt aus der Kamera 25 gezeichnet, bei welcher hinter dem Kollimator 45 eine Drehscheibe 46 des Drehsystems 32 liegt. Diese ist entweder mittels eines Motors 47 oder mittels eines Drehhebels 48-um eine Achse 49 in Rotation versetzt. Die Scheibe selbst weist einerseits ein Loch 50 und diesem gegenüber eine Belegung 51 aus radioaktivem Stoff auf. An ihrer dem Kollimator 45 abgewandten Seite ist die Belegung 51 mit einer Abschirmung 52 aus Blei versehen. Bei einer Drehung etwa im Sinne des Pfeiles 53 kann so einerseits das Loch 50 hinter den Kollimator 45 gebracht werden, so daß ein ungehinderter Durchgang der Streustrahlen erfolgen kann. Beim Weiterdrehen kann aber auch die Belegung 51 eingeschwenkt bzw. hinter dem Bllimator 45 vorbeibewegt werden, so daß alle Streustrahlenwege gleichmäßig von einer Strahlung durchdrungen werden, mit welcher die Transmission in dieser Richtung bestimmbar ist. Die Belegung 51 kann eine solche aus radioaktivem Kobalt sein, die mit 8 Ci57Co jeweils während der halben Meßzeit eingedreht ist. Die Röhrenspannung der beiden Quellen 27, 28 beträgt 250-kV und de Strahlenabgabe beträgt 40 mR/s in 50 cm Abstand. Die Meßzeit beträgt je Röhre ein Viertel der Gesamtmeßzeit, die sich auf 0,1 sec beläuft, für ein einzelnes Meßvolumen von 1 cm3 bei einer gewünschten.Dichteauflösung von 3 % in der Mitte des Abdomens. Diese Zahlen gelten für die Messung eines langen Linienstückes. Für das hier angenommene Beispiel mit Detektoren von 20 x 20 cm und einem Linienstück von 2,1 cm ist das einzelne Meßvolumen ca. 0,1cm3 bei sonst gleichen Daten.In Fig. 4, a front section from the camera 25 is drawn, in which behind the collimator 45 a turntable 46 of the rotating system 32 is located. This is either by means of a motor 47 or by means of a rotary lever 48-around one Axis 49 set in rotation. The disc itself has a hole 50 and on the one hand Opposite this, an occupancy 51 made of radioactive material. On hers, the collimator The side facing away from 45 is the covering 51 with a shield 52 lead Mistake. In the case of a rotation approximately in the direction of arrow 53, on the one hand the Hole 50 can be brought behind the collimator 45, so that an unobstructed passage the scattered rays can take place. When turning further, however, assignment 51 swiveled in or moved past the Bllimator 45, so that all scattered radiation paths are evenly penetrated by radiation with which the transmission can be determined in this direction. The occupancy 51 can be made of radioactive material Be cobalt, which is screwed in with 8 Ci57Co during half of the measuring time. The tube voltage of the two sources 27, 28 is 250 kV and the radiation output is 40 mR / s at a distance of 50 cm. The measuring time for each tube is a quarter of the total measuring time, which amounts to 0.1 sec for a single measuring volume of 1 cm3 at a desired density resolution of 3% in the middle of the abdomen. These numbers apply to the measurement of a long Line piece. For the example assumed here with detectors of 20 x 20 cm and a line section of 2.1 cm, the individual measuring volume is approx. 0.1 cm3 with otherwise the same Data.

Statt der Röhren 1 und 2 können auch Punktquellen aus radioaktivem Stoff verwendet werden, etwa solche aus aktivem Cäsium oder aktivem Indium (137Cs oder 192Ir). Für die Flächenquelle kann auch eine Belegung mit radioaktivem Barium (133Ba) verwendet werden. Andererseits ist als Flächenquelle auch eine Streustrahlenquelle anwendbar, wie sie in der Fig. 12 dargestellt ist. Dabei besteht die energetische Quelle aus zwei jeweils einen Fächer abgebende Röntgenröhren 54 und 54'. Die Fächer strahlen dabei in ein etwa 1 cm dickes Streuelement 55 aus Plexiglas. Instead of tubes 1 and 2, radioactive point sources can also be used Substances such as those made of active cesium or active indium (137Cs or 192Ir). The area source can also be covered with radioactive barium (133Ba) can be used. On the other hand, an area source is also a scattered radiation source applicable, as shown in FIG. There is the energetic Source from two x-ray tubes 54 and 54 'each emitting a fan. The subjects radiate into an approximately 1 cm thick scattering element 55 made of plexiglass.

An sich reicht diese Anordnung schon aus, um eine Strahlung zu erzeugen, die aus dem Eingang 56 des Kollimators austreten kann. Für empfindliche Detektoren kann es dabei noch zweckmäßig sein, an der dem Detektor; zugewandten Seite des Elements 55 eine Abschirmplatte 57 aus Blei anzubringen. Dann ist es nur notwendig, zur Messung der Streustrahlen jeweils den aus 55 und 57 bestehenden Streukörper aus dem Strahlengang herauszunehmen. Wenn nur ein Streuelement 55 aus Plexiglas alleine verwendet wird, kann man den Streukörper fest einbauen, weil er nur wenig Strahlung absorbiert.In itself, this arrangement is sufficient to generate radiation, from the entrance 56 of the Collimator can escape. For sensitive Detectors, it can still be useful on the detector; facing Side of the element 55 to attach a shielding plate 57 made of lead. Then it's just necessary to measure the scattered rays using the scattering body consisting of 55 and 57 take out of the beam path. If only a diffuser 55 made of plexiglass is used alone, the diffuser can be built in permanently because it has little Absorbs radiation.

Die Verwendung einer Streustrahlenquelle bietet noch einen besonderen Vorteil, der sich folgendermaßen erklärt: Betrachtet man zunächst nur die Strahlenwege in der Papierebene von Fig. 1, so wird bei der Transmissionsmessung mit der Anordnung nach Fig. 6 bei alleinigem Betrieb der Röhre 54' der gleiche Streuwinkel O benutzt wie beim Betrieb der Röhre 1 im Detektor 4 oder bei Betrieb der Röhre 2 im Detektor 5 (erste Kombination). Streustrahlungsmessung und Transmissionsmessung benutzen also für alle Detektorelemente denselben Streuwinkel. Dasselbe gilt für die zweite Kombination Röhre 54 - Röhre 1 mit Detektor 5 und Röhre 2 mit Detektor 4. Bei annähernd gleichem Spektrum der Röhren 4, 5, 54 und 54' wird also in der Papierebene bei den obigen zwei Kombinationen. annähernd dieselbe Energie.The use of a scattered radiation source offers another special feature This is an advantage that can be explained as follows: First, only consider the beam paths in the plane of the paper of FIG. 1, the transmission measurement with the arrangement 6, when the tube 54 'is operated on its own, the same scattering angle O is used as when the tube 1 is operated in the detector 4 or when the tube 2 is operated in the detector 5 (first combination). Use scattered radiation measurement and transmission measurement thus the same scattering angle for all detector elements. The same goes for the second Combination tube 54 - tube 1 with detector 5 and tube 2 with detector 4. At approximately the same spectrum of the tubes 4, 5, 54 and 54 'is therefore in the plane of the paper with the above two combinations. approximately the same energy.

bei der Streustrahlenmessung verwendet wie bei der Transmissionsmessung längs des Strahlenweges. Die Forderung von Clark und v.Dyk nach einem bestimmten Streuwinkel, damit die beiden Energien übereinstimmen, was bei Verwendung von Punktstrahlern bestimmter Energie erforderlich ist, wird dadurch automatisch über einen beliebig großen Raumwinkel erfüllt. Bei der Auswertung darf lediglich Gleichung (8) nicht zuerst in die Summation (9) und (10) überführt werden, sondern die (an sich vollständige) Messung der Kombination 1 und die der Kombination 2 müssen separat ausgewertet werden.used in scattered radiation measurement as in transmission measurement along the beam path. Clark and von Dyk's demand for a certain one Scattering angle so that the two energies match, which is what happens when using point sources certain energy is required, is thereby automatically over any large solid angle met. Only equation (8) must not be used in the evaluation first in the Summation (9) and (10) are transferred, rather the (per se complete) measurement of combination 1 and that of combination 2 must be evaluated separately.

Betrachtet man nun die Strahlenwege auch außerhalb der Papierebene von Fig. 1, so sieht man, daß die Streuwinkel bei der Streustrahlenmessung und der Transmissionsmessung etwas abweichen, jedoch wegen der bei der Transmissionsmessung mit dem Strahler nach Fig. 6 auftretenden Additi6n von- zwei zueinanaer senkrechten Winkeldrehungen nur geringfügig. Dabei wird der Korrekturfehler, wie auf Seite 12 beschrieben, besonders klein.If one now looks at the radiation paths outside the plane of the paper of Fig. 1, it can be seen that the scattering angle in the scattered radiation measurement and the Transmission measurement differ slightly, but because of the transmission measurement with the radiator according to FIG. 6 occurring additions of two mutually perpendicular Angular rotations only slightly. The correction error, as on page 12 described, especially small.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 können die beiden Kame ras 25 und 26 auch durch Röntgenbildverstärker-Fernsehketten ersetzt sein. Gegenüber den üblichen Röntgenfernseheinrichtungen kann eine Vereinfachung vorgenommen werden. Es genügt, die Fernsehsignale nur für eine geringe Bildpunktzahl abzunehmen entsprechend einer Verringerung von ca. 200.000 (je Halbbild) auf ca. 1000 bis 10.000. Vor Verarbeitung im Rechner müssen diese Signale analog-digital -gewandelt werden.In the arrangement of FIG. 3, the two cameras can ras 25 and 26 also be replaced by X-ray image intensifier television chains. Compared to the usual X-ray television equipment can be simplified. It is sufficient, to decrease the television signals only for a small number of pixels corresponding to a Reduction from approx. 200,000 (per field) to approx. 1000 to 10,000. Before processing These signals must be converted from analog to digital in the computer.

Dadurch erhält man die Möglichkeit, die Größen auszuwerfen, die zum Eingehen in obengenannter Formel (10) erforderlich sind.This gives you the opportunity to eject the sizes that were used for the Entering into formula (10) above are required.

Die Messung und die Datenverarbeitung zur Berechnung der Gleichung (10) können beispielsweise im folgenden Zyklus erfolgen: Einschieben des Flächenstrahlers 51 (Fig. 5) 0,1 sec lang (durch entsprechende Rotations-: geschwindigkeit oder Einschalten der Röhren nach Fig. 6 für ein Zeitintervall von 0,1 sec). Die von den Anger-Kameras geordneten Signale werden simultan in einen Kernspeicher übernommen und liefern a1ik, t2(n-i)(m-k) bzw. a2i(m#k)> b1(n-i)k. Anschließend erfolgt durch Betrieb der Röhre 1 die Messung von Nalik und Nb1(n-i)(m~k) und Abspeicherung, durch Betrieb der Röhre 2 die Messung von Na2ik und Nb2(n-i)(m-k) und Abspeicherung. Bei letzteren beiden Messungen werden durch die Monitore 10 und 11 gleichzeitig Ii, I2 und T gemessen und abgespeichert.The measurement and data processing to calculate the equation (10) can take place, for example, in the following cycle: inserting the surface heater 51 (Fig. 5) for 0.1 sec (by appropriate rotation speed or switching on of the tubes according to FIG. 6 for a time interval of 0.1 sec). The ones from the Anger cameras ordered signals are simultaneous transferred to a core memory and deliver a1ik, t2 (n-i) (m-k) and a2i (m # k)> b1 (n-i) k, respectively. Then takes place by operating the tube 1, the measurement of Nalik and Nb1 (n-i) (m ~ k) and storage, by operating the tube 2, the measurement of Na2ik and Nb2 (n-i) (m-k) and storage. In the latter two measurements are carried out by the monitors 10 and 11 simultaneously Ii, I2 and T measured and saved.

Im allgemeinen Fall, d.h. bei Me#un#ju#####Y.#er###Wbeli#b# -gen Winkeln, wie bei Kollimatoren nach Abb. 1 und 2, und örtlich unterschiedlicher. Energie des Flächenstrahlers wie nach Fig. 6 enthält. -der Speicher die Massenabsorptionskoeffizienten für beide Richtungen a1ikf b2(n-i)k bzw. a2ik, b1(n-i)k sowohl für die Streustrahlung als auch für den Flächenstrahler. Aus der Transmissionsmessung mit dem Flächenstrahler wird gemäß a~b=e wo mab die Massenbelegung längs des Weges a, b ist, diese Massenbelegung ermittelt und auf die Absorption für die Strahlung für jede oben beschriebene Richtung (durchgehende Meßlinie) umgerechnet.In the general case, ie with Me # un # ju ##### Y. # er ### Wbeli # b # -gen angles, as with collimators according to Fig. 1 and 2, and locally different. Energy of the surface emitter as shown in FIG. 6 contains. the memory the mass absorption coefficients for both directions a1ikf b2 (ni) k or a2ik, b1 (ni) k for both the scattered radiation and for the surface emitter. From the transmission measurement with the surface emitter, according to a ~ b = e where mab is the mass occupancy along the path a, b, this mass occupancy is determined and converted to the absorption for the radiation for each direction described above (continuous measuring line).

Außerdem ist d # für jede Streurichtung zu speichern.In addition, d # must be stored for each spreading direction.

Bei Verwendung des Flächenstsahlera nach Fig. 8 liegt zudem eine inhomogene Flächenquelle vor. Der Intensitätsverlauf wird dann vorzugsweise einmal vor Beginn einer Meßreihe durch eine Leeraufnahme (ohne Körper, d.h. ohne Patient oder Phantom) bestimmt und als Korrekturmatrix eingespeichert.When using the flat steel plate according to FIG. 8, there is also an inhomogeneous one Area source before. The intensity profile is then preferably once before the start a series of measurements through an empty exposure (without body, i.e. without patient or phantom) determined and stored as a correction matrix.

Für eine Auflösung von beispielsweise 1 cm in den Multidetektoren entsprechend einex/Auflösung von 0,1 cm3 im Streuvolumen (Streuvolumina) (entsprechend dem Bei- spiel Seite 19) benötigt man bei einer Fläche der Multidetektoren von beispielsweise 32 x 32 cm im oben beschriebenen Fall eine Kapazität von 10.000 Speicherplätzen. Der Umfang des Speicheraufwandes hängt aber von der gewünschten Auflösung ab und muß für höhere Anforderungen erhöht werden. Bei Verwendung des Flächenstrahlers von Fig. 8 können auch wesentlich kürzere Zykluszeiten benutzt werden, da durch Pulsen der Röhren 53 und 54 kurze Einschaltzeiten möglich sind. Dadurch können sehr s t elle dynamische Studien längs einer Linie oder einem Streuvolumen durchgeführt werden. . -Bei Detektoren mit einem quadratischen Eingang von 20 x 20 cm2 und einem Abstand 2d = 24 cm ergibt sich für ein e = 2cm eine Länge des vermessenen Linienstücks XX von 2,1 cm. Daraus resultiert eine Erhöhung der Empfindlichkeit für dieses Linienstück gegenüber der Messung, die das ganze Linienstück entsprechend der ganzen Länge der Kollimatoren 4 bzw. 5 von 20 cm umfaßt; zu 20/2,1 x R = 9,5 x R, wobei R ein Korrekturfaktor ist, der die Abnahme des Raumwinkels zum Rande der Anordnung hin berücksichtigt. Es ist Rrand = 0,7. Die Ausnutzung der maximal möglichen Fläche des Detektors 4 erfolgt zu 78 C/o (s. Fig.1).For a resolution of, for example, 1 cm in the multi-detectors corresponding to 1x / resolution of 0.1 cm3 in the scattering volume (scattering volumes) (corresponding to the two game page 19) is required for one area of the multi-detectors of, for example, 32 x 32 cm in the case described above, a capacity of 10,000 Storage spaces. The amount of memory required depends on the desired Resolution decreases and must be increased for higher requirements. When using the Surface emitters of FIG. 8 can also use much shorter cycle times as short switch-on times are possible by pulsing the tubes 53 and 54. This enables very small dynamic studies to be carried out along a line or a scattering volume be performed. . - For detectors with a square input of 20 x 20 cm2 and a distance 2d = 24 cm results in a length of the measured for an e = 2cm Line piece XX of 2.1 cm. This results in an increase in sensitivity for this line segment opposite the measurement, which corresponds to the whole line segment the entire length of the collimators 4 and 5, respectively, of 20 cm; to 20 / 2.1 x R = 9.5 x R, where R is a correction factor that determines the decrease in the solid angle to the edge taken into account in the arrangement. It is Rrand = 0.7. Utilizing the maximum possible area of the detector 4 is 78 C / o (see Fig. 1).

Da vom Meßergebnis der Ausdruck N1 x N2 ausgewertet wird, wirkt sich nach der Fehlerrechnung dies auf das Gesamtergebnis so aus, als'ein die Empfindlichkeit der beiden Detektoren auf 88 % vermindert wäre gegenüber einer Anordnung von zwei Detektoren, die auf ein Linienstück von 20 cm Länge fokussiert wären. (N1 ist die Zählrate im Detektor 4 und N2 diejenige im Detektor 5). Somit ergibt sich ein Empfindlichkeitsgewinn in der Mitte des Linienstückes als ein Faktor von 8,4 und am Rand des Linienstückes von 5,9 gegenüber einer Anordnung von zwei Detektoren, die auf ein Linienstück von 20 cm fokussiert wären.Since the expression N1 x N2 is evaluated from the measurement result, this has an effect According to the error calculation, the overall result is based on the sensitivity of the two detectors would be reduced to 88% compared to an arrangement of two Detectors that would be focused on a line piece 20 cm long. (N1 is the Count rate in detector 4 and N2 that in detector 5). This results in a gain in sensitivity in the middle of the line segment as a factor of 8.4 and at the edge of the line segment of 5.9 versus one Arrangement of two detectors pointing to a line segment of 20 cm would be in focus.

Unter gleiohen Voraussetzungen ergibt sich bei zwei auf einen gemeinsamen Punkt fokussierten Kollimatoren gegenüber dem langen Linienstück ein Empfindlichkeitsgewinn von 8,2. Dies beruht darauf, daß mit den gleichen Detektorflächen eine kleinere Anzahl von Streuvolumina gemessen wird, die verfügbaren Detektorraumwinkel außer auf ein kleines Meßgebiet konzentriert werden. ~^* Die erfindungsgemäße Anördnung für das# tinienstück, 2,1 cm Länge, ist also in der Mitte etwa ebenso empfindlich wie die Anordnung von zwei auf einen Punkt konzentrierten Detektoren, die das Linienstück von 2,1 cm Länge jedoch scannen müssen, wenn das Verfahren nach der Hauptanmeldung angewendet wird.Under the same conditions, two have one common Point-focused collimators have a gain in sensitivity compared to the long line segment of 8.2. This is due to the fact that with the same detector areas a smaller one Number of scattering volumes is measured, the available detector solid angle except be concentrated on a small measurement area. ~ ^ * The arrangement according to the invention for the # tinienstück, 2.1 cm long, is about as sensitive in the middle like the arrangement of two detectors concentrated on one point, which cover the line segment of 2.1 cm in length, however, must scan if the procedure according to the main registration is applied.

Die erfindungsgemäße Anordnung bietet beim Abtasten sehr kleiner Flächen fast den gleichen Gewinn an Empfindlichkeit, den auf einen Punkt fokussierte Detektoren liefern im Vergleich zu gleich großen Detektoren, die eine Linie erfassen, die ihren Abmessungen entspricht. Jedoch ist bei vorliegender Anmeldung nur eine Scanbewegung in einer Richtung erforderlich. Dieser Gewinn kann ebenso als entsprechende Dosiseinsparung bei gleicher Meßgenauigkeit angesehen werden.The arrangement according to the invention offers very small areas when scanning almost the same gain in sensitivity as detectors focused on a point deliver theirs compared to detectors of the same size that detect a line Dimensions corresponds. However, in the present application, there is only one scanning movement required in one direction. This gain can also be seen as a corresponding dose saving can be viewed with the same measurement accuracy.

Bei dynamischen Messungen eines kleinen Linienstückes ist die vorliegende Anmeldung die einzig sinnvolle, da die Anordnung von zwei auf die volle Länge ihrer Abmessung fokussierten Detektoren viel Empfindlichkeit verschenkt. Die Anordnung von zwei auf einen Punkt fokussierten Detektoren jedoch durch die erforderliche Scanbewegung nur die Verfolgung langsam ablaufender Vorgänge erlaubt. Vorliegende Anordnung eignet sich daher besonders für dynamische Studien an Lunge und Herz.In the case of dynamic measurements of a small piece of line, the present Registration the only sensible, since the arrangement of two on the full length of their Dimension focused detectors give away a lot of sensitivity. The order from two to one point focused detectors by the required scanning movement only allows the tracking of slow processes. The present arrangement is therefore particularly suitable for dynamic studies on the lungs and heart.

Claims

New introduction to the preamble of claim 1 (replaces the previous lines 1 to 9 of claim 1) Device for determining the density of bodies by means of penetrating rays, in which the absorption in the body is determined, as well as that triggered in a volume element of the body Scattered radiation and the absorption along the scattered radiation path and in which the measured variables are stored in a memory and computer and that the claims are then based on the values Density in the scattered volume is determined and a display unit is supplied, where the density values for the remaining points of an image, which result from scanning the image field, are put together to form an image, according to DE-PT 26 55 230 two oppositely directed radiators are provided , on the connecting line penetrated by the beams from both sides along a straight line facing each other, two locating multi-detectors are arranged, whereby from the location of one detector an areally effective radiator is directed to the opposite detector and the activation takes place in such a way that first the one radiator, then the opposite is switched on when the detectors are in operation, and the scattering measurement takes place, as well as the first-mentioned absorption measurement on the transmission path, that then the effective radiator is put into operation and the absorption is measured on the scattering path and that finally in be Evaluation and composition of the density values to form a slice image is carried out in a known manner, characterized in that a collimator is connected upstream of each multidetector (4, 5), the collimators (#, 9) in two mutually perpendicular directions at two different points on the centers of the two detectors connecting straight lines are focused.

2 Arrangement 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 one point is in the middle between the detectors and the other has a distance to it.

3. Arrangement according to claim 1, - d a d u r e-h g e -k e n n z e i c h n e t that the distance of the focussing points from one another 5 to 1, in particular 2 cm, for detectors with entrances from 10 cm x 10 cm to 40 cm x 40 cm, in particular 20 cm x 20 cm, are large and a distance of 15 to 45, in particular 24 cm from each other.