DE2932182A1

DE2932182A1 - Schichtgeraet zur herstellung von transversalschichtbildern

Info

Publication number: DE2932182A1
Application number: DE19792932182
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Dr In Pfeiler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-08-08
Filing date: 1979-08-08
Publication date: 1981-02-26
Also published as: US4352986A; EP0024028B1; EP0024028A1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 79 P 5079 BRD

Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern

Die Erfindung betrifft ein Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjektes mit einer Patientenliege, mit einer Strahlenmeßanordnung, die eine Strahlenquelle, die ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes, in der Schichtebene fächerförmiges Strahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist und einen Strahlenempfänger, der aus einer quer zur Liegenlängsrichtung verlaufenden Detektorreihe besteht und der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt ermittelt, aufweist, mit einer Drehvorrichtung für die Meßanordnung zur Drehung um eine parallel zur Längsachse der Patientenliege verlaufende Achse und mit einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, das Mittel zur Abtastung mehrerer paralleler Transversalschichten und zur Berechnung und Wiedergabe eines Röntgenschattenbildes aufweist, dessen

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VPA 79 P 5079 BRD Länge dem Abstand zwischen den beiden äußeren Transversalschichten und dessen Breite der Breite des Strahlenempfängers entspricht.

Ein Schichtgerät dieser Art ist in der DE-OS 26 13 beschrieben. Bei diesem bekannten Schichtgerät ist es möglich, zwei Arten von Aufnahmen anzufertigen, nämlich einmal durch Drehung des Röntgenstrahlenbündels in einer Ebene und Erzeugung von AusgangsSignalen des Strahlenempfängers bei verschiedenen Projektionen ein Transversalschichtbild, ein sogenanntes Computertomogramm, und zum anderen durch eine Relativbewegung zwischen der Meßanordnung und der Patientenliege bei gegen Drehung verriegelter Meßanordnung ein einer Ubliehen Röntgenaufnahme ähnliches Bild, nämlich ein Röntgenschattenbild. Für die Erzeugung eines Röntgenschattenbildes ist dabei eine mechanische Bewegung entweder der Patientenliege oder der gesamten Meßanordnung erforderlich, denn durch den Strahlenempfänger wird immer nur eine Zeile dieses Röntgenschattenbildes erfaßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schichtgerät der eingangs genannten Art, einen sogenannten Computertomographen, so auszubilden, daß bei ortsfestem Strahlenempfänger und ortsfester Patientenliege das Röntgenschattenbild erzeugt werden kann, so daß sich ein einfacher Aufbau des Gerätes, insbesondere hinsichtlich der dem Strahlenempfänger nachgeschalteten Verarbeitungselektronik, ergibt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Detektor des Strahlenempfängers in Liegenlängsrichtung eine Längenausdehnung hat, die es erlaubt, durch zeilenweise Abtastung des· Strahlenempfängers

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VPA 79 P 5079 BRD mit der aus dem Patienten austretenden Strahlung in senkrecht zur Liegenlängsrichtung verlaufenden Zeilen das Röntgenschattenbild zu bilden. Bei dem erfindungsgemäßen Computertomographen genügt eine Relativbewegung zwischen dem Röntgenstrahlenbündel und dem Strahlenempfänger bei runender Patientenliege und ruhendem Strahlenempfänger zur Erzeugung eines Schattenbildes. Diese Bewegung des Röntgenstrahlenbündels kann mit Hilfe von Blenden oder durch eine Bewegung der Röntgenröhre erzeugt werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 die für die Erfindung wesentlichen Teile eines Schichtgerätes, und

Fig. 2 und 3 Einzelheiten des Gerätes gemäß Figur 1.

In der Figur 1 ist eine Patientenliege 1 dargestellt, die durch einen Motor 2 in Richtung des Doppelpfeils 3 hin- und herbewegbar ist. Zur Erzeugung von Röntgenbildern ist eine Strahlenmeßanordnung vorhanden, die aus einer Röntgenröhre 4 und einem Strahlenempfanger 5 besteht. Der Ausgang des Strahlenempfängers ist an einer Meßwertabfrageeinheit 6 angeschlossen, die einen Röntgengenerator 7 und einen Rechner 8 steuert. Der Ausgang des Rechners 8 ist an einem Fernsehsichtgerät 9 angeschlossen. Ferner ist eine Steuervorrichtung 2a für den Liegenmotor 2 vorhanden, die auch am Röntgengenerator 7 und an der Meßwertabfrageeinheit 6 angeschlossen ist. Die Meßanordnung 4, 5 besteht gemäß Figur 2 aus einer Röntgenröhre 4, welche

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ein quer zur Längsrichtung der Patientenliege 1 fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel 4a erzeugt, das auf dem um eine durch den Fokus der Röntgenröhre 4 parallel zur Längsrichtung der Patientenliege 1 liegende Achse gekrümmten Strahlenempfänger 5 auftrifft. Im Grenzfall kann die Krümmung Null sein; der Strahlenempfänger ist dann gerade.

Der Strahlenempfänger 5 kann aus einer Reihe von langgestreckten Detektoren 5a bestehen, die senkrecht zur Längsrichtung der Patientenliege angeordnet sind (Fig. 3). Wesentliches Merkmal ist die Länge der Detektoren, die der Länge des aufzunehmenden Röntgenschattenbildes entspricht. Die Wirkung eines langen Detektors ist durch eine Reihenschaltung von Detektorelementen 5b kleinerer Länge erzielbar. In diesem Fall besteht der Strahlenempfänger aus einer Vielzahl paralleler, parallel zur Längsrichtung der Patientenliege 1 angeordneter Reihenschaltungen von Detektorelementen 5b. In jeder Reihenschaltung ist eine Vielzahl von Detektorelementen 5b angeordnet.

Zur Einblendung des Röntgenstrahlenbündels 4a in Längsrichtung der Patientenliege 1 sind zwei Schlitzblenden 10 und 11 vorhanden, zwischen denen der Patient 1 liegt. Durch diese Schlitzblenden wird für die Anfertigung eines Computertomogramms das Röntgenstrahlenbündel 4a in Längsrichtung der Patientenliege 1 so eingeblendet, daß es senkrecht zur Längsrichtung der Patientenliege 1 verläuft und eine schmale Schicht des Patienten durchstrahlt sowie bei Verwendung einer Reihenschaltung von Detektorelementen 5b pro Detektor nur eine senkrecht zur Längsrichtung der Patientenliege 1 liegende Detektorelementenreihe des Strahlenempfängers 5 von Röntgenstrahlung getroffen wird. Anschließend

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wird die Einheit 4, 5 um die Längsachse des Patienten gedreht. Die in vorbestimmten Stellungen der Meßanordnung 4, 5 durch Pulsen der Röntgenröhre 4 gelieferten Ausgangssignale der aktiven Detektorreihe des Strahlenempfängers 5 werden von der Meßwertabfrageeinheit 6 dem Rechner 8 zugeführt, der daraus ein Transversalschichtbild berechnet und seine Wiedergabe auf dem Fernsehsichtgerät 9 bewirkt.

Zur Herstellung eines Röntgenschattenbildes eines durch die Abmessung des Strahlenempfängers 5 in Längsrichtung der Patientenliege 1, also durch die Anzahl der Detektorelemente pro Reihenschaltung oder die Länge eines Detektors bestimmten Bereiches des Patienten werden der Strahlenempfänger 5 und die Patientenliege in einer vorbestimmten Stellung arretiert, so daß der Strahlenempfänger 5 hinter dem abzubildenden Bereich des Patienten liegt. Anschließend werden die Schlitzblenden 10 und 11 in Längsrichtung der Patientenliege 1 synchron zueinander zur Bewegung des Strahlenfächers 4a so verstellt, daß bei Anwendung einer Detektorreihe mit langen Detektoren deren unterschiedliche Oberflächenteile in Längsrichtung oder sämtliche Detektorelemente 5b des Strahlenempfängers 5 nacheinander von Röntgenstrahlung getroffen werden, daß also der -Strahlenempfänger 5 zeilenweise durch Röntgenstrahlung abgetastet wird. Dabei kann die Röntgenröhre 4 zum Abtasten der einzelnen Zeilen gepulst werden. Man erhält somit vom Strahlenempfänger 5 Ausgangssignale, die das Strahlenschwächungsprofil des vor dem Strahlenempfänger 5 liegenden Bereiches des Patienten wiedergeben. Die Meßwertabfrageeinheit 6 gibt diese Signale an den Rechner 8 weiter, der ein übliches Röntgenschattenbild bestimmt und seine Wiedergabe auf dem Fernseheichtgerät 9 bewirkt.

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Aus der Figur 3 ergibt sich, daß der Strahlenempfänger 5 eine Reihe (ein Array) von langgestreckten Detektoren 5a oder eine Matrix von Detektorelementen 5b darstellt, die zeilenweise vom RöntgenstrahlenbUndel 4a, und zwar von der aus dem Patienten austretenden Strahlung abgetastet wird. Jede Bildzeile des auf dem Fernsehsichtgerät 9 wiedergegebenen Bildes entspricht dabei einem Ausschnitt über die langen Detektoren 5a quer zur Liegenlängsrichtung oder einer quer zur Liegenlängsrichtung verlaufenden Reihenanordnung 5c von Detektorelementen 5b. Die Anzahl der Bildpunkte pro Bildzeile ist gleich der Anzahl der Detektorelemente 5b pro Reihenanordnung 5c. Bei dem Beispiel besitzt jede Reihenanordnung 5c fünfzehn Detektorelemente 5b und es sind elf Reihenanordnungen 5c vorhanden. In der Praxis sind diese Zahlen jedoch zur Erzielung einer guten Bildauflösung wesentlich höher.

Der Rechner 8 enthält einen Speicher, der die einer Bildzeile entsprechenden, vom Strahlenempfänger 5 gelieferten Signale jeweils speichert. Nach einer vollständigen Abtastung des Strahlenempfängers 5 in Längsrichtung der Patientenliege 1 ist somit im Rechner 8 das gesamte Röntgenschattenbild gespeichert. 25

Es ist möglich, die Blende 10 ortsfest in bezug auf die Röntgenröhre 4 anzuordnen, wenn sie zusammen mit dieser in Längsrichtung der Patientenliege 1 verschiebbar angeordnet wird. Auch in diesem Fall ist eine zeilenweise Abtastung des Strahlenempfängers 5 möglich. Hierzu werden die Röntgenröhre 4 und die Blenden 10 und 11 synchron miteinander verstellt.

Für jede Reihe von Detektorelementen kann ein einziger Verstärker zur Meßwertverstärkung bei hintereinander-

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VPA 79 P 5079 BRD geschalteten Detektorelementen vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, für jedes Detektorelement einen gesonderten Verstärker vorzusehen.

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Claims

-—t-*- VPA 79 P 5079 BRD Patentansprüche

( 1. Schichtgerät zur Herstellung von Transversalschichtbildern eines Aufnahmeobjektes mit einer Patientenliege, mit einer Strahlenmeßanordnung, die eine Strahlenquelle, die ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes, in der Schichtebene fächerförmiges Strahlenbündel erzeugt, dessen Querschnittsausdehnung senkrecht zur Schichtebene gleich der Schichtstärke ist und einen Strahlen- empfänger, der aus einer quer zur Liegenlängsrichtung verlaufenden Detektorreihe besteht und der die Strahlungsintensität hinter dem Objekt ermittelt, aufweist, mit einer Drehvorrichtung für die Meßanordnung zur Drehung um eine parallel zur Längsachse der Patientenliege verlaufende Achse und mit einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten Signale in ein Schichtbild, das Mittel zur Abtastung mehrerer paralleler Transversalschichten und zur Berechnung und Wiedergabe eines Röntgenschattenbildes aufweist, dessen Länge dem Abstand zwischen den beiden äußeren Transversalschichten und dessen Breite der Breite des Strahlenempfängers entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Detektor (5a, Reihenschaltung 5b) des Strahlenempfängers (5) in Liegenlängsrichtung eine Längenausdehnung hat, die es erlaubt, durch zeilenweise Abtastung des Strahlenempfängers (5) mit der aus dem Patienten austretenden Strahlung (4a) in senkrecht zur Liegenlängsrichtung verlaufenden Zeilen das Röntgenschattenbild zu bilden.
2. Schichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Detektor des Strahlenempfängers in Liegenlängsrichtung aus der Reihenschaltung einer Vielzahl von Detektorelementen

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(5b) besteht, so daß der Strahlenempfänger (5) von einer Matrix aus Detektorelementen (5b) gebildet ist.
3. Schichtgerät nach Anspruch 1 oder 2, d a -

durch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Röntgenstrahlenbündels in der Längsrichtung der Patientenliege (1) zwei Schlitzblenden (10, 11) vorhanden sind, zwischen die der Patient einschiebbar ist und die synchron zueinander zur Bewegung des Strahlenfächers (4a) im Sinne einer zeilenweisen Abtastung des Strahlenempfängers (5) verstellbar sind.
4. Schichtgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Röntgenstrahlenbündels (4a) die Strahlenquelle (4) zusammen mit einer unter der Patientenliege (1) angeordneten Schlitzblende (11) derart verstellbar ist, daß der Strahlenempfänger (5) durch den Strahlenfächer (4a) zeilenweise abgetastet wird.

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