DE2847011C2

DE2847011C2 - Vorrichtung zur Erzeugung von Schichtbildern eines dreidimensionalen Körpers

Info

Publication number: DE2847011C2
Application number: DE2847011A
Authority: DE
Inventors: Erhard Ing.(Grad.) 2083 Halstenbek Klotz; Rolf Ing.(Grad.) 2081 Haseldorf Linde; Hermann Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. 2000 Hamburg Weiß
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1978-10-28
Filing date: 1978-10-28
Publication date: 1983-01-05
Also published as: DE2847011A1; IT7926785A0; CA1135881A; IT1125599B; GB2035769B; FR2440014A1; FR2440014B1; GB2035769A; JPS5560900A; JPS6327677B2; ES485429A1; NL7907806A

Description

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Die Erfindung betriff! eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Nachdem Hauptpatent besteht die Blendenanordnung aus einer ebenen Platte, die sich /wischen den Strahlenquellen und dem Objekt befindet. Sie besitzt mehrere Gruppen von fixen Blendenöffnungen, wobei die durch jeweils eine Gruppe hindurchtretenden Strahlenbündel von verschiedenen Strahlenquelle!! kommen und wenigstens annähernd denselben Objektbereich eines Objektes erfassen. Die Größe der Blendenöffnungen innerhalb einer Gruppe richtet sich dabei nach dem Abstand der entsprechenden Strahlenquellen von der Platte.

Durch die Wahl verschiedener Gruppen von Blendenöffnungen können die Strahlenbündel an unterschiedlicn große Objektbereiche stufenweise angepaßt werden, indem die Platte entsprechend in ihrer Ebene verschoben wird. Da die Zahl der Gruppen von Blendenöffnungen auf der Platte aber begrenzt ist, können die Strahlenbündel nur an eine begrenzte Zahl verschiedener Objektbereiche angepaßt werden.

Eine Blendenanordnung mit fixen Blendenöffnungen ist somit z. B. in der medizinischen Röntgendiagnostik eingeschränkt brauchbar, da die zu untersuchenden Objektbereiche in ihrer Größe sehr stark variieren. Hinzu kommt, daß zur Verminderung der Strahlenbelastung des Objektes und zur Verminderung von Streustrahlung die einzelnen Strahlenbündel soweit wie möglich derart begrenzt werden müssen, daß sie möglichst nur den zu untersuchenden Objektbereich durchstrahlen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Blendenanordnung zu schaffen, mit der in einfacher Weise die Strahlenbündel von mehreren in wenigstens einer Ebene liegenden Strahlenquellen kontinuierlich begrenzbar sind.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genamjten Art durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst

Sind die Strahlenquellen in nur einer Ebene (Strahlenquellenebene) angeordnet, so kann die Blendenanordnung z. B. aus einer Gruppe von zwei Blendenplatten bestehen, die parallel zur Strahlenquellenebene gegeneinander verschiebbar angeordnet sind.

Durch die parallel gegeneinander verschiebbaren Blendenplatten wird erreicht, daß die Blendenöffnungen in ihrer Größe kontinuierlich verstellbar sind, so daß die Strahlenbündel der Strahlenquellen vollständig an die Größe des zu untersuchenden Objektbereiches angepaßt werden können. Die Bletv'enplatten besitzen hierzu sog. Durchgangsöffnungen, deren Verteilung auf den Blendenplatten der Verteilung der in der Ebene liegenden Strahlenquellen entspricht. Durch Parallelverschiebung der Blendenplatten werden somit die Durchgangsöffnungen gegeneinander verschoben, so daß diese durch die jeweils andere Blendenplatte partiell abgedeckt werden. Es bleiben somit als resultierende öffnungen die Blendenöffnungen übrig.

Die Blendenplatten können hierbei direkt aufeinander oder im Abstand parallel zueinander liegen, wobei die Verschiebung der jeweiligen Blendenplatten nacheinander oder gleichzeitig erfolgen kann. z. B. mit Hilfe mechanischer oder elektromechanischer Vorrichtungen.

Natürlich kann eine Gruppe von Blendenplatten auch mehr als zwei Blendenplatten besitzen. Die Anordnung bzw. Verschiebung der Blendenplatten erfolgt dann entsprechend der oben geschilderten Weise.

Durch die Begrenzung der Strahlenbündel auf den Objektbereich wird eine Bestrahlung nicht zu untersuchender Bereiche vermieden, wodurch sich die Strahlenbelastung des Objektes verrringert. Ferner wird hierdurch die beim Durchstrahlen des Objektes entstehende Streustrahlung vermindert, wodurch sich die Bildschärfe und der Kontrast der den Objektbereich darstellenden vergrößert.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zur Begrenzung der Strahlenbündel von in

zueinander parallelen Ebenen liegenden Strahlenquellen zusätzliche Gruppen von Blendenplatten vorgesehen, wobei jeweils einer Ebene eine Gruppe von Blendenplatten zugeordnet ist, und wobei die Biendenplatten jeweils einer Gruppe weitere Öffnungen für die aus den dieser Gruppe nicht zugeordneten Ebenen kommeridon Strahlenbündel besitzen, die durch ώ? Öffnungen bei jeder Stellung der entsprechenden Blendenplatten vollständig hindurchtreten.

Liegen die Strahlenquellen in mehreren zueinander paraHelen Ebenen, so muß zur kontinuierlichen Begi c.izunfc Jer Strahlenbündel mit Hilfe von Blendenplatten jeder Ebene eine Gruppe von Blendenplatten zugeordnet sein. Die einzelnen Gruppen von Blendenplatten, welche unterschiedlichen Abstand voneinander und von den ihnen jeweils zugeordneten Ebenen haben können, besitzen jeweils gleich große Blendenöffnungen, deren Größe aber in unterschiedlichen Gruppen von Blendenplatten verschieden sein kann. Die Blendenplatten sind dabei so im Strahlengang positioniert, daß die durch sie hindurchtretenden Strahlenbündel denselben zu untersuchenden Objektbereich eines Objektes vollständig erfassen. Hierbei besitzen die Blep-'.enpiatten zusätzliche öffnungen, für die aus den ihnen nicht zugeordneten Ebenen kommenden Strahlenbündel. Diese Strahlenbündel treten aber bei jeder durch Parallelverschiebung erzeugten Stellung der Blendenplatten vollständig durch die öffnungen hindurch, so daß sie nicht zusätzlich begrenzt werden.

Bei Vergrößerung oder Verkleinerung des zu untersuchenden Objektbereiches werden die Blendenöffnungen dann gemäß dem Abstand der jeweiligen Gruppen von den ihnen zugeordneten Ebenen geöffnet oder verschlossen, was eine entsprechende Parallelverschiebung der jeweiligen Blendenplatten erfordert Die Parallelverschiebung kann hierbei für alle Blendenplatten gleichzeitig mit Hilfe mechanischer bzw. Elektromechanischer Vorrichtungen oder von Hand erfolgen.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt

Fig. 1 eine aus einem Paar von Blendenplatten bestehende Blendenanordnunr

Fig. 2 eine Draufsicht der Blendenanordnung nach F i g. 1 und

Fig. 3 eine aus zwei Paaren von Blendenplatten bestehende Blendenanordnung.

Die Fig.! zeigt schematisch drei in einer Ebene E angeordnete Röntgenstrahlenquellen 1, 2 und 3. die zusammen als Mehrfachstrahlenquelle in einem gemeinsamen Tank (nicht dargestellt) angeordnet sind. Die drei Röntgenstrahlenquellen ί. 2 und 3 senden jeweils Primärstrahlenbündel 4, 5 und 6 aus. die auf eine aus zwei aufeinaiderliegenden Dlendenplatten Sl und 52 bestehende Blendenanordnung B auftreffen. Die Blendenanordnung B besitzt hierbei Blendenöffnungen 7, 8 und 9 zum Begrenzen der Primärstrahlenbündel 4,5 und 6 auf die Strahlenbündel 10, 11 und 12, die sich in einer parallel zur Ebene /liegenden Überlagerungsebene 13 vollständig überdecken und nahezu denselben, innerhalb eines Objektes 14 liegenden Objektbereich 15 durchstrahlen. Das Objekt 14 kann beispielsweise ein menschlicher Körper sein. Da die Strahlenbündel 10, 11 und 12 nur den zu untersuchenden Objektbereich 15 vollständig erfassen, entsteht innerhalb des Objektes 14 das geringste Streustrahlen verursachende Volumen 16 b5 (gestrichelt gezeichnet). Die Strahlenbündel 10, 11 und 12 können beispielsweise auf eine strahlenempfindliche Aufnahmeschicht. /. B. c^en Film 17 oder auf den Eingangsschirm eines Röntgenbildverstärkers zur Erzeugung von Übarlagerungsbi'dem, auftreffen.

Die beiden Blendenplaac;; S1 und B 2, ^r!ie beispielsweise aufeinander oder in einem geringen Abstand parallel zueinander liegen können, besitzen jeweils zur Erzeugung der Blendenöffnungen 7,8 und 9 sogenannte Duichgantiüifnungen 7a, 8a und 9a bzw. 7 b, 86 und 96, deren Verteilung auf den Blendenplatten Bi, BT. der Verteilung der Röntgenstrahlenquellen 1,2 und 3 in der Ebene E entspricht Durch Parallelverschiebung der Blendenplatten Sl, 52, die z.B. aus Blei bestehen, werden nun die Durchgangsöffnungen 7a, b bis Sa, h so gegeneinander verschoben, daß sie durch die jeweils andere Blendenplatte partiell abgedeckt werden. Auf diese Weise entstehen verbleibende Öffnungen, die als Blendenöffnungen 7, 8 und 9 die Strahlenbündel 10, 11 und 12 begrenzen.

Die Blendenplatten Sl und S 2 können dabei von Hand oder mit Hilfe einer elektromechanischen Vorrichtung V gleichzeitig gegeneinander verschoben werden. Vorzugsweise ist die BlenrWianordnung S gemeinsam mit der Verschiebevorricifning V am Tank der Mehrfachstrahlenquelle befestigt, so daß sie bei Aufnahme des Objektbereiches 15 aus unterschiedlichen Richtungen mit der Mehrfachstrahlenq -eile mitbewegt werden kann.

Die F 1 g. 2 zeigt die Draufsicht der aus zwei Blendenplatten S 1 und S 2 bestehenden Blendenanordnung S nach Fig. 1. Beide Blendenplatten Sl. S2. die z. B. quadratisch und gleich groß sind, besitzen jeweils drei Durchgangsöffnungen 7a, 8a. 9a bzw. 7b. Sb. 9b. die z. B. rechteckig ausgebildet sind, gleiche Abmessungen besitzen und deren Längsseiten alle parallel zueinander liegen. Sie sind jeweils so auf den beiden Blendenplatten BX.B2 angeordnet, daß sie im unverschobenen Zustand der Blendenplatten Sl. S 2 deckungsgleich übereinanderliegen. In diesem Zustand durchstrahlen die durch die Blendenanordnung S hindurchtretenden Strahlenbündel 10, 11 und 12 den größten Objektbereich 15. Durch Parallclverschiebung der Blendenplatten Bx. B2 in eine der durch die Pfeile a. b. c angegebenen Rich"ingen oder in dazwischenliegenden Richtungen werden die Durchgangsöffnungen einer Blendenplatte durch die jeweils andere Biendenplatte abgedeckt. Auf diese Weise entstehen die Blendenöffnungen 7, 8 und 9. die durch die Ränder jeweils zweier Durchgangsöffnungen 7a. b usw. begrenzt sind. Die Blendenöffnungen 7, 8 und 9 liegen hierbei immer im Zentrum der Primärstrahlenbündel 4, 5 und 6. Durch die Verschiebung der Blendenplatten Sl. S2 können somit in Größe und Form unterschiedliche Objektbereiche 15 durchstrahlt werden. Natürlich können die jeweiligen Blendenplat ten Sl. S2 auch gegeneinander um eine senkrecht /x. ihrer Ebene stehenden Achse z. B. zur Erzeugung we.tertr Ulendenöffnungen gedreht werden.

In Fig. 3 ist eine Blendenanordnung S'für in zv ei parallel zueinanderiiegenden Ebenen angeordneten Strahlenquellen dargestellt. Die Röntgenstrahlenquellen 19 und 20 liegen in einer ersten Ebene EX und gehören zu einer Mphrfachstrahlenquelle 18. während in einer unterhalb der ersten Ebene E 1 und parallel zu ihr liegenden zweiten Ebene £2 eine weitere Röntgenstrahlenquellc 21 und eine sichtbares Licht aussendende Strahlenquelle 41 angeordnet sind.

Die Blendenanordnung B' besteht nun aus einem ersten Ρύ,ι· von ;uifc^:iianderliegendcn Blendern.la"C'i S3. Ö4. welche den in der F'bcnc E1 liegenden Strahlcnciucllcn 19, 20 zugeordnet sind, und aus einem

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/weilen Paar von aufeinanderliegender! Blendenplattcn Ö5, Ö6. welche den in de· Ebene IH liegenden Strahlenquellen 21 und 41 zugeordnet sind. Beide Paare von Blendenplatten sind hierbei unterhalb der Strahlenquellen 19, 20, 21 und 41 angeordnet, wobei die Paare parallel zueinander und zu den Ebenen E 1. E2 liegen, und das zweite Paar unter dem ersten liegt. Natürlich können die Paare und die Ebenen auch in einer anderen geeigneten Reihenfolge angeordnet sein.

Die von den Röntgenstrahlenqucllen 19 und 20 ausgehenden Primärstrahlenbündel 19,), 20,1 treffen auf die ihnen zugeordneten, innerhalb des ersten Paares von Blendcnplatten S3, BA liegenden Blendenöffnungen 36, 37. die durch gegeneinander verschobenen Durchgangsöffnungen (siehe Fig. 2) erzeugt wurden. Die Blendenöffnungen 36, 37 besitzen die gleiche Form und Größe und liegen so in den Blendenplatten Bi, BA. daß die durch sie hindurchtrelenden bzw. begrenzten Strahlenbündel 3.3, 34 denselben .·;: untersuchenden Objek'bercich 27 eines Objektes 28 durchstrahlen bzw. sich in einer Überlagerungsebene 23 innerhalb des Objektberciches 27 vollständig überdecken. Die Strahlenbündel }3, 34 treffen anschließend zur Erzeugung von Uberlagerungsbildern auf eine strahlungsempfindliche Schicht 30./. B. einen Röntgenfilm.

Damit die Strahlenbündel 33, 34 nicht durch das /weite Paar von Blendenplatten B5. BS unterbrochen werden, befinden sich in diesem weitere Öffnungen 52. durch die die Strahlenbündel 33, 34 bei jeder Stellung der parallel verschiebbaren Blendenplatten 55, Ö6 vollständig hindurchtreten. Entsprechende Öffnungen SI befinden sich auch in dem ersten Paar von Blendenplatten Βλ. BA für die Primärstrahlenbündel 2I;( und 4Ia der innerhalb der Ebene E2 liegenden Strahlenquellen 2I und 4I. Diese Primärstrahlenbündel 2l,i,4l;) treffen nach Durchtritt durch die Öffnungen S I auf die ihnen zugeordneten Blendenöffnungen 35 und 42. die ebenfalls die gleiche Form und Größe besitzen, und die wiederum aus entsprechenden, parallel verschobenen Durchgangsöffnungen (siehe F i g. 2) erzeugt ■ wurden. Die Blendenöffnung 35 liegt dabei so in den Blendenplatten B5. B6, daß das durch sie begrenzte Strahlenbündel 22 denselben Objektbereich 27 wie die Strahlenbündel 33, 34 bzw. dieselbe Überlagerungsebenc 2.3 vollständig durchstrahlt. Das Strahlenbündel 22 bzw. die Rontgenstrahlenquelle 2I dient hierbei zum Aufsuchen bzw. lustieren des interessierenden Objektbereiches 27.

Das durch die Blendenöffnung 42 begrenzte Lichtstrahlenbündel 44 erzeugt auf dem Objekt 28 einen Lichtfleck 45. der der Größe des Objektbereiches 27 entspricht und mil dessen Hilfe das Objekt 28, welches auf einem Tisch 29 liegt, unter Verschiebung in unterschiedlichen Richtungen XY/ relativ /u den Strahlenbündeln 22,33, 34 ebenfalls positioniert werden kann.

Gemäß dem Abstand der einzelnen Blendenplattenpaare von den Ebenen Ei. E2. denen sie zugeordnet sind, müssen bei A"*blpnrliintr eines Obiek'bereiches 27 unterschiedlich große Blendenöffnungen 36, 37 und 35, 42 durch Parallelverschiebung der Blendenplatten eingestellt werden, wobei die Verschiebung der jeweiligen Paare von Blendenplatten ebenfalls von diesem Abstand abhängig ist. Wird der Quotient aus dem Abstand d\ des ersten Plattenpaares B 3. BA von der Ebene E I und dem Abstand (/2 der Überlagerungsebenc 23 von der Ebene E I gleich dem Quotienten aus dem Ah -.'and c/3des zweiten Blendenplattcnpaares Ö5. S6 von der Ebene E2 und dem Abstand c/4 der Überlagerungsebene 23 von der Ebene E2 gewählt, gilt also

d\

dl

dA

so können bei gleich grauen Blendenöffnungen in beiden Blendenplattenpaaren die jeweils auf einer Seite liegenden Blendenplatten S3, B5 bzw. BA. B% /uv gleichmäßigen Verschiebung mechanisch fest miteinander verbunden sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung von Schichtbildern eines dreidimensionalen Körpers, mit einer Vielzahl von in einer Strahlenquellenebene liegenden Strahlenquellen einer Mehrfach-Strahlenquelle zur Durchstrahlung des dreidimensionalen Körpers aus. unterschiedlichen Perspektiven und mit einer unterhalb des Körpers angeordneten strahlungsempfindliehen Schicht zur Aufnahme der Perspektivbilder, wobei zwischen den Strahlenquellen und dem Körper eine verschiebbare Blendenanordnung liegt, mit Blendenöffnungen, deren Lage so gewählt ist, daß bei jeder Stellung der Blendenanordnung die ,5 Strahlenbündel einen gleichen innerhalb des Körpers liegenden ebenen Bereich durchstrahlen, nach Hauptpatent 27 28 998.1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenanordnung (B) aus einer Gruppe von wenigstens zwei parallel zur Ebene (Q liegenden Blendenplatten (BX, B2) besteht, weiche jeweils mit Duichgangsöiinunger. (7a. b... 9a. ty zur Bildung der Blendenöffnungen (7,

t, 9) versehen und in ihrer Ebene gegeneinander verschiebbar angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennleichnet. daß zur Begrenzung der Strahlenbündel vor. in zueinander parallelen Ebenen (EX, E2) liegenden Strahlenquellen zusätzliche Gruppen von Blendenplatten vorgesehen sind, wobei jeweils einer _x Ebene eine Gruppe von Blendenplatten zugeordnet ist. und daß Ce Blendenplatten jeweils einer Gruppe weitere Öffnungen (SX, S2) ^fiir die aus den dieser Gruppe nicht zugeordneten Ebenen kommenden Strahlenbündel besitzen, die dur^h die Öffnungen bei jeder Stellung der entsprechenden Blendenplatten vollständig hindurchtreten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen aus Paaren von Blendenplatten bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenplatten (BX, Bl) jeweils eines Paares über eine Verschiebevorrichtung (V) zur Erzeugung einer gekoppelten Bewegung mechanisch miteinander verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3. dadurch gekennzeichnet, daß die auf jeweils einer Seite der Paare liegenden Blendenplatten zur gleichzeitigen Verschiebung mechanisch miteinander verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenplatten jeweils eines Paares aufeinanderliegen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnungen rechteckför mig ausgebildet sind.