DE3017494A1

DE3017494A1 - Strahlendiagnostikeinrichtung

Info

Publication number: DE3017494A1
Application number: DE19803017494
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 8520 Erlangen Pfeiler
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1980-05-07
Filing date: 1980-05-07
Publication date: 1981-11-12
Also published as: US4417354A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 80 P 5059 DE

Strahlendiagnostikeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Strahlendiagnostikeinrichtung mit einer Patientenliege, mit einer Strahlenmeßanordnung aus einer Strahlenquelle,' die ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes, quer zur Patientenliege verlaufendes, fächerförmiges Strahlenbündel erzeugt, und einem Strahlenempfänger, der aus einer Reihe von Detektoren besteht, sowie mit Mitteln zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der Patientenliege und der Strahlenmeßanordnung und einer Meßwert-Verarbeitungsschaltung zur Erzeugung eines Bildes des bei der Relativbewegung abgetasteten Körperbereiches.

Es sind Strahlendiagnostikeinrichtungen dieser Art bekannt, bei denen die Meßanordnung um eine parallel zur Längsachse der Patientenliege verlaufende Achse drehbar gelagert ist, so daß eine Transversalschicht des Patienten unter verschiedenen Projektionen abgetastet werden kann. Demgemäß bestimmt dann die Meßwert-Verarbeitungsschaltung ein Bild der abgetasteten Transver-

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^ . VPA 80 P 5059 DE salschicht. Strahlendiagnostikeinrichtungen dieser Art werden als Computeftomographen bezeichnet. Ein solcher Computertomograph ist beispielsweise in der DE-OS 27 41 732 beschrieben.

Bei diesem bekannten Computertomographen sind parallel zueinander und nebeneinander zwei aus jeweils einer Detektorreihe bestehende Strahlenempfänger vorgesehen, von denen jeweils einer zur Bilderzeugung benutzt wird..

Die Strahlenempfänger haben unterschiedliche Längen. Bei gleicher Detektoranzahl ergibt sich somit jeweils eine unterschiedliche Bildauflösung, denn im einen Fall ist der abgetastete Bereich kleiner als im anderen Fall. Die Verwendung zweier Strahlenempfänger erlaubt es, die gewünschte Bildauflösung zu berücksichtigen, bedeutet jedoch einen nicht unerheblichen Aufwand.

Es ist auch eine Strahlendiagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der eine Relativbewegung zwischen der Patientenliege und der Strahlenmeßanordnung in Liegenlängsrichtung erf%Lgt (DE-OS 26 13 809). Durch diese Strahlendiagnostikeinrichtung ist es mög-' lieh, eine Übersichtsaufnahme des bei einer Verschiebung in Liegenlängsrichtung abgetasteten Körperbereiches des Patienten anzufertigen. Bei dieser Verschiebung ist die Meßanordnung gegen Drehung verriegelt. Auch in diesem Fall besteht der Wunsch, die Bildauflösung verändern zu können, d.h. die wirksame Detektorzahl pro Längeneinheit einer senkrecht zum Zentral- strahl des Strahlenbündels in der Fächerebene verlaufenden Geraden verändern zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strahlendiagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ohne parallele Anordnung zweier

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Strahlenempfanger eine Veränderung der Bildauflösung in einfacher V/eise möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Strahlenempfänger um eine senkrecht zur Fächerebene des Strahlenbündels verlaufende Achse schwenkbar gelagert ist. Bei der erfindungsgemäßen Strahlendiagnostikeinrichtung genügt ein einfaches Schwenken des Strahlenempfängers zur Veränderung der Bildauflösung.

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Eine andere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht darin, daß der Strahlenempfänger aus mehreren Teilen besteht, von denen jeder um eine senkrecht zur Fächerebene des Strahlenbündels verlaufende Achse geschwenkt werden kann. In diesem Falle ist nur ein Verschwenken der'Einzelteile des Strahlenempfängers zur Wahl der Bildauflösung erforderlich.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen;

Fig. 1 eine Strahlendiagnostikeinrichtung nach

der Erfindung,
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Fig. 2 Einzelteile einer Strahlendiagnostikeinrichtung in Abwandlung der Ausführung nach Figur 1, und

Fig. 3 und 4 Varianten der in der Figur 2 dargestellten Einzelteile.

In der Figur 1 ist als Strahlenquelle eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die mit einem Strahlenempfänger 2 eine Strahlenmeßeinrichtung bildet. Der Strahlenempfän-

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- . ■ VPA 80 P 5059 DE ger 2 weist eine Reihe von Einzeldetektoren 2a, 2b usw. auf. Die Röntgenröhre 1 ist mit dem Strahlenempfänger über einen Drehrahmen 3 fest verbunden und sendet ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel 4 aus, das eine Querschicht 5 eines Patienten 6, welcher auf einer Patientenliege 7 liegt, durchsetzt. Senkrecht zu der Schicht 5 entspricht die Ausdehnung des Röntgenstrahlenbündels 4 der Schichtstärke. Die Anzahl der Detektoren 2a, 2b usw. des Strahlenempfängers 2 ist dem gewünschten Bereich der Bildauflösung entsprechend gewählt. Jeder Detektor liefert ein Signal, das der Intensität der empfangenen Röntgenstrahlung entspricht.

Die Detektoren 2a, 2b usw. des Strahlenempfängers 2 sind an einem Rechner 8 angeschlossen, der aus den Ausgangssignalen der Detektoren während, der Drehung der Meßanordnung 1, 2 um eine Drehachse 9, die parallel zur Längsrichtung der Patientenliege 7 verläuft, die Schwächungswerte bestimmter Bildpunkte der Schicht 5 und damit ein Bild dieser Schicht 5 des Patienten 6 berechnet. Dieses Bild wird auf einem Sichtgerät 10 wiedergegeben. Das in der Figur 1 dargestellte Gerät stellt also einen Computertomographen dar, bei dem die Schicht 5 des Patienten 6 unter verschiedenen Projektionen zur Erzeugung eines Transversalschichtbildes abgetastet wird. Die Röntgenröhre 1 kann während des Abtastvorganges gepulst werden, so daß beispielsweise bei einer Drehung von 360° für einen vollständigen Abtastvorgang pro Winkelgrad ein Satz von Ausgangssignalen des Strahlenempfängers 2 erzeugt wird. Auf diese Weise werden bei 512 Detektoren im Strahlenempfänger 2 pro Abtastvorgang 360 χ 512 Ausgangssignale erzeugt. Bei dem Beispiel sind der Übersichtlichkeit halber nicht alle Detektoren, sondern nur eine geringe Zahl gezeigt.

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Aus der Figur 1 geht hervor, daß der Strahlenempfänger 2 um eine senkrecht zur Fächerebene des Strahlenbündels 4 verlaufende Achse 11 schwenkbar gelagert ist. In der Figur 1 ist beispielsweise gestrichelt eine mögliche Position des Strahlenempfängers 2, die von der voll ausgezogen gezeichneten Position abweicht und durch Verschwenken erreicht wird, dargestellt. Es geht deutlich hervor, daß beim Verschwenken des Strahlenempfängers 2 aus der dargestellten Position, in der der geradlinige Strahlenempfänger 2 seine optisch größtmögliche Breite hat und senkrecht zum Zentralstrahl 4a des Strahlenbündels 4 liegt, die optische Breite abnimmt. In der gestrichelt gezeichneten Position wird ein kleinerer Objektkreis, der durch die beiden Randstrahlen des Strahlenbündels 4b, die an ihm in jeder Stellung der Meßanordnung 1, 2 Tangenten ,sind, bestimmt ist, abgetastet. Da die Zahl der Detektoren 2a, 2b usw. im Strahlenempfänger 2 immer gleich ist, ergibt sich beim Verschwenken des Strahlenempfängers 2 aus der voll ausgezogen gezeichneten Position heraus eine Erhöhung der Bildauflösung unter Verkleinerung des abgetasteten Objektkreises. Durch Verschwenken des Strahlenempfängers 2 um die Achse 11 können also die Bildauflösung und der Objektkreis den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.

In der Figur 2 sind der Fokus 1a der Röntgenröhre 1 und der Strahlenempfänger 2 dargestellt. Aus ihr geht hervor, daß bei diesem Beispiel der Strahlenempfänger 2 außer um die Achse 11 schwenkbar auch auf dem Zentralstrahl 4a längsverschiebbar gelagert ist. Diese Längsverschiebbarkeit erlaubt es, die Bildauflösung zusätzlich zu beeinflussen.

Aus der Figur 3 geht hervor, daß der Strahlenempfänger 2 aus zwei Teilen 2c und 2d besteht, die um die Achse

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knickbar sind, und zwar bei dem Beispiel vom Fokus 1a weg nach unten. Der Strahlenempfänger 2 ist also bei diesem Beispiel nicht wie bei den Beispielen gemäß_ den Figuren 1 und 2 als Einheit um die durch die Mitte des Strahlenempfängers 2 gehende Achse schwenkbar, sondern besteht aus zwei Hälften, die an:ihren einander zugewandten Enden um die Achse 11 schwenkbar gelagert sind. Dadurch ist eine gleichsinnige symmetrische Schwenkbewegung möglich.

In der Figur 4 ist gezeigt, daß der Strahlenempfänger aus zwei Hälften 2e und 2f besteht, von denen jede um eine durch ihre Mitte gehende und senkrecht zur Fächerebene des Strahlenbündels 4 verlaufende Achse 12 bzw. 13 schwenkbar gelagert ist. Auch in diesem Fall ist es möglich, zusätzlich zu der Schwenkbewegung eine Verschiebung der Teile 2e und 2f in Richtung des Zentralstrahles 4a vorzunehmen.

In den Beispielen ist vor dem Strahlenempfänger 2 kein Kollimator angeordnet. Wird ein Kollimator vorgesehen, so ist dafür zu sorgen, daß seine Lamellen auch beim Schwenken des Strahlenempfängers 2 auf den Fokus 1a ausgerichtet bleiben.

Die dargestellten Ausführungsformen eignen sich sowohl zur Anfertigung von Computertomogrammen durch Drehung der Meßanordnung 1,2 um die Achse 9 als auch zur Anfertigung von Übersichtsaufnahmen mit Hilfe einer ReIativbewegung zwischen der gegen Drehung verriegelten Meßanordnung 1, 2 und der Patientenliege 7 um einen vorbestimmten Bereich und erlauben in beiden Fällen die Anpassung der Bildauflösung und des abgetasteten Feldes an die jeweiligen Erfordernisse.

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Es ist auch möglich, bei einem als Einheit ausgebildeten Strahlenempfänger die Schwenkachse an ein Ende des Strahlenempfängers zu legen.

Bei dem Beispiel gemäß Figur 4 muß durch entsprechende Bewegung der Teile 2e und 2f des Strahlenempfängers 2 in Richtung aufeinander oder voneinander weg dafür gesorgt werden, daß keine Lücke für die Strahlung zwischen den beiden Teilen 2e und 2f beim Verschwenken entsteht.

Zur Vermeidung von Übersprechen können die Detektoren 2a, 2b usw. durch strahlenabsorbierende Wände voneinander getrennt sein.
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Die sich beim Kippen des Strahlenempfängers 2 ergebenden unterschiedlichen Fokus-Detektor-Abstände können rechnerisch (im Rechner 8) berücksichtigt werden.

4 Figuren

5 Patentansprüche

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- 10 - . VPA 80 P 5059 DE Zusammenfassung

Strahlendiagnostikeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Strahlendiagnostikelnrichtung mit einer Patientenliege (7), mit einer Strahlenmeßanordnung (1, .2) aus einer Strahlenquelle (1), die ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes, quer zur Patientenliege (7) verlaufendes, fächerförmiges Strahlenbündel (4, 4b) erzeugt, und einem Strahlenempfänger (2), der aus einer Reihe von Detektoren (2a, 2b usw.-) besteht. Ein vorbestimmter Körperbereich wird durch die Meßanordnung (1, 2) abgetastetund über eine Meßwert-Verarbeitung s schal tung (8) ein Bild des abgetasteten Körperbereiches erzeugt. Der Strahlenempfänger (2) ist um eine senkrecht zum Strahlenbündel (4, 4b) verlaufende Achse (11) schwenkbar gelagert.

FIG. 1

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Claims

VPA 80 P 5059 DE Patentansprüche

1. Strahlendiagnostikeinrichtung mit einer Patientenliege, mit einer Strahlenmeßanordnung aus einer Strahlenquelle, die ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes, quer zur Patientenliege verlaufendes, fächerförmiges' Strahlenbündel erzeugt, und einem Strahlenempfänger, der aus einer Reihe von Detektoren besteht, sowie mit Mitteln zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der Patientenliege und der Strahlenmeßanordnung und einer Meßwert-Verarbeitungsschaltung zur Erzeugung eines Bildes des bei der Relativbewegung abgetasteten Körperbereiches, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenempfänger (2) um eine senkrecht zur Fächerebene des Strahlenbündels (4, 4b) verlaufende Achse (11) schwenkbar gelagert ist.

2. Strahlendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (11) durch die Mitte des Strahlenempfängers (2) verläuft.

3. Strahlendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenempfänger (2) als Einheit um die Achse (11) schwenkbar ist.

4. Strahlendiagnostikeinrichtung nach.Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenempfänger (2) aus zwei Hälften (2c, 2d) besteht, die an ihren einander zugewandten Enden um die Achse (11) schwenkbar gelagert sind.

5. Strahlendiagnostikeinrichtung mit einer Patientenliege, mit einer Strahlenmeßanordnung aus einer Strah-

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ORIGINAL INSPECTED

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- B - . VPA 80 P 5059 DE

lenquelle, die ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes, quer zur Patientenliege verlaufendes, fächerförmiges. Strahlenbündel erzeugt, und einem Strahlenempfänger, der aus einer Reihe von Detektoren besteht, sowie mit Mitteln zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der Patientenliege und der Strahlenmeßanordnung und : einer Meßwert-Verarbeitungsschaltung zur Erzeugung ei- · nes Bildes des bei der Relativbewegung abgetasteten Körperbereiches, dad u r c h g e k e η η zeichnet, daß der Strahlenempfänger (2) aus mehreren Teilen (2e, 2f) besteht, von denen jedes um eine senkrecht zur Fächerebene des Strahlenbündels (4, 4b) verlaufende Achse (12, 13)schwenkbar gelagert ist.

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