DE3021757A1

DE3021757A1 - Strahlendiagnostikgeraet

Info

Publication number: DE3021757A1
Application number: DE19803021757
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr.Rer.Nat. 8520 Erlangen Schittenhelm
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-06-10
Filing date: 1980-06-10
Publication date: 1981-12-24
Also published as: DE3021757C2

Description

Strahlendiagnostikgerät
Die Erfindung betrifft ein Strahlendiagnostikgerät zur Herstellung von Röntgenbildern eines Aufnahmeobjekts, mit einer Patientenliege, einer Strahlenquelle, die ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes Strahlenbündel erzeugt, einem Strahlenempfänger, der die Strahlenintensität hinter dem Objekt in elektrische Signale umwandelt, einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten elektrischen Signale in ein optisch sichtbares Bild.
Ein Strahlendiagnostikgerät dieser Art ist in der deutschen Patentanmeldung P 29 32 182.2 beschrieben.
Dieses Strahlendiagnostikgerät dient zur Herstellung von Transversalschichtbildern des Aufnahmeobjekts, indem die Meßanordnung um eine parallel zur Liegenlängsrichtung verlaufende Achse gedreht und dabei das Aufnahmeobjekt unter verschiedenen Projektionen durchstrahlt wird. Der Meßwertumformer bestimmt aus den vom Strahlenempfänger jeweils gelieferten elektrischen Signalen die Schwächungskoeffizienten von in einer Matrix angeordneten Bildpunkten der jeweils untersuchten Transversalschicht des Aufnahmeobjektes, die bildlich wiedergegeben werden können. Ein Gerät dieser Art wird als Computertomograph bezeichnet.
Bei dem beschriebenen Strahlendiagnostikgerät ist es aufgrund der Ausdehnung der Detektoren des Strahlenempfängers in Liegenlängsrichtung möglich, ohne Verschiebung des Strahlenempfängers mehrere Transversalschichtbilder anzufertigen oder auch eine Ubersichtsaufnahme (Rönt- genschattenbild) dadurch vorzunehmen, daß die Meßanordnung aus Röntgenröhre und Strahlenempfänger gegen Drehung verriegelt und das fächerförmige Strahlenbündel so bewegt wird, daß es den Strahlenempfänger in Liegenlängsrichtung abtastet. Für die jeweilige Wahl der von Röntgenstrahlung getroffenen Zeile auf dem Strahlenempfängar ist bei dem genannten Strahlendiagnostikgerät eine Blende vorgesehen, die der gewünschten Zeile entsprechend eingestellt wird. Außerdem ist der Vorschlag gemacht, für die Wahl der jeweiligen Zeile die Röntgenröhre zu verschieben. In beiden Fällen ist also eine mechanische Bewegung erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Strahlendiagnostikgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das ohne mechanische Bewegung die Anfertigung mehrerer Transversalschichtbilder oder eines Übersichtsbildes (Röntgenschattenbild) erlaubt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Strahlenquelle eine Röntgenröhre mit langgestreckter Anode und Mitteln zur Fokusverschiebung auf der Anode enthält, wobei diese Verschiebung vorzugsweise parallel zur Liegenlängsrichtung verläuft, daß zwischen der Röntgenröhre und dem Aufnahmeobjekt ein Kollimator angebracht ist, der die Ausblendung paralleler Strahlenfächer mit senkrecht zur Fokusverschiebung liegender Fächerebene erlaubt und daß der Strahlenempfänger aus einer der gewünschten Ortsauflösung angepaßten Zahl von Detektoren besteht, die in einer Ebene senkrecht zur Fokusverschiebung auf den Fokusweg ausgerichtet und in Richtung der Fokusverschiebung langgestreckt und so ausgedehnt sind, daß sie in der Lage sind, die Intensität aller durch den Kollimator definierten Strahlenfächer zu erfassen.
Bei dem erfindungsgemäßen Strahlendiagnostikgerät er- folgt eine elektronische Verschiebung des F.öntgenstrahlenbündels in Liegenlängsrichtung, so daß mehrere Transversalschichten bei der Computenloinographie ohne mechanische Bewegung - ausgenommen die Drehung um die Rotationsachse - der Meßanordnurlg abgetastet we-den können, oder ein Ubersichtsbild ebenfalls ohne mechanische Bewegung der Meßanordnung erzeugt werden kann.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 die für die Erfindung wesentlichen Teile einer Strahlendiagnostikeinrichtung nach der Erfindung und Figur 2 eine Einzelheit der Strahlendiagnostikeinrichtung gemäß Figur 1.
In der Figur 1 ist ein Aufnahmeobjekt 1 dargestellt, das auf einer Liege 2 ruht und von einem fächerförmigen Röntgenstrahlenbündel 3 mit quer zur Längsrichtung 4 der Liege 2 verlaufender Fächerebene durchdrungen wird.
Das Röntgenstrahlenbündel 3 wird von einer Röntgenröhre erzeugt, die eine parallel zur Liegenlängsrichtung 4 verlaufende, langgestreckte Anode und Mittel zur Fokusverschiebung auf dieser Anode in deren Längsrichtung aufweist. Der Weg, den der Fokus zurücklegen kann, ist in der Figur 1 mit L bezeichnet. Eine Fokuslage ist mit 1 dargestellt. Das Röntgenstrahlenbündel 3 wird durch einen geeignet dimensionierten Primärkollimator 5 jeweils auf einen Fächer eingeblendet, durchsetzt nach seinem Austreten aus dem Aufnahmeobjekt 1 einen Sekundärkollimator 6 zur Absorption der Streustrahlung, dessen Lamellen in der Bewegungsrichtung des Fokus den ein- zelnen Detektoren 7a, 7b usw. eines Strahlenempfängers 7 angepaßt und auf die Anode ausgerichtet sind und trifft auf dem Strahlenempfänger 7 auf. Der Primärkollimator 5 erlaubt die rusblendung paralleler Strahlefächer mit senkrecht zur Fokusverschiebung liegenden Fächerebenen.
Der Abstand der Lamellen des Primärkollimators 5 kann in gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Abständen variabel (einstellbar) sein. Der Strahlenempfänger 7 entspricht in seiner Ausdehnung in der Liegenlängsrichtung 4 mindestens dem Fokusweg L und besteht quer zur Liegenlängsrichtung 4 aus einer Reihe von Detektoren 7a, 7b usw., deren Anzahl der gewünschten Ortsauflösung entsprechend gewählt ist. Mit dem Strahlenempfänger 7 wird demgemäß die Röntgenstrahlung in jeweils aufeinanderfolgenden, quer zur Liegenlängsrichtung 4 liegenden Zeilen registriert. Die Detektoren 7a, 7b usw. sind in einer Ebene senkrecht zur Fokusverschiebung langgestreckt und so ausgedehnt, daß sie in der Lage sind, die Intensität aller durch den Kollimator 5 definierten Strahlenfächer zu erfassen.
Zur Anfertigung eines Ubersichtsbildes (Röntgenschattenbild) wird bei gegen Drehung verriegelter Meßanordnung (Röntgenröhre, Strahlenempfänger 7) der Fokus längs des gewünschten Weges L elektronisch verschoben und dabei der Strahlenempfänger 7 auf entsprechender Länge in zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen von Röntgenstrahlung getroffen. Ein Meßwertumformer 8 bestimmt dabei das Röntgenschattenbild des dem Abtastweg entsprechenden Bereiches und bewirkt seine Wiedergabe auf einem Sichtgerät 9. Die elektronische Fokusverschiebung kann kontinuierlich oder schrittweise in der Weise erfolgen, daß das fächerförmige Röntgenstrahlenbündel 3 jeweils zwischen zwei Lamellen des Primärkollimators 5 hindurchtritt.
Zur Anfertigung von Computertomogrammen ist es möglich, in einer bestimmten Fokuslage die Meßanordnung aus Röntgenröhre und Strahlenempfänger 7 um 3600 um das Aufnahmeobjekt 1 zu drehen, so daß eine Transversalschicht des Aufnahmeobjektes 1 unter verschiedenen Winkeln abgetastet wird. Ein Meßwertumformer 10, teilweise mit dem Umformer 8 identisch, bestimmt aus den von den einzelnen Detektoren 7a, 7b usw. des Strahlenempfängers 7 gelieferten elektrischen Signalen, die den jeweils empfangenen Strahlungsintensitäten entsprechen, die Schwächungskoeffizienten einer Matrix innerhalb der untersuchten Transversalschicht und gibt ein Bild dieser Transversalschicht auf dem Sichtgerät 9 wieder.
Mehrere Transversalschichten können simultan abgetastet werden, indem wieder der Fokus der Röntgenröhre elektronisch entlang des Weges L verstellt wird und diesen Weg während einer Umdrehung des Gerätes so oft durchläuft, daß die gewünschte Zahl von Projektionen aus verschiedenen Richtungen für jede einzelne Schicht erreicht wird.
Auch hierzu ist außer der Drehung eine mechanische Bewegung nicht erforderlich.
In der Figur 2 ist die Anode einer bei dem Röntgendiagnostikgerät gemäß Figur 1 verwendbaren Röntgenröhre dargestellt. Die Fokuslage I ist gezeigt. Die Anode 11 ist langgestreckt und besteht aus einem hohlen, seitlich abgeflachten Rohr, auf dessen ebener Fläche der Fokus mittels zweier Elektroden 12, 13 elektronisch abgelenkt werden kann. Hierzu ist ein Ablenkgenerator 14 vorhanden. Zur Kühlung fließt im Inneren der Anode 11 ein Kühlmedium.
2 Figuren 1 Patentanspruch

Claims

Patentansprüche Diagnostikgerät zur Herstellung von Röntgenbildern eines Aufnahmeobjekts, mit einer Patientenliege, einer Strahlenquelle, die ein das Aufnahmeobjekt durchdringendes Strahlenbündel erzeugt, einem Strahlenempfänger, der die Strahlenintensität hinter dem Objekt in elektrische Signale umwandelt, einem Meßwertumformer für die Transformation der vom Strahlenempfänger gelieferten elektrischen Signale in ein optisch sichtbares Bild, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Strahlenquelle eine Röntgenröhre mit langgestreckter Anode (11) und Mitteln (12, 13, 14) zur Fokusverschiebung auf der Anode enthält, wobei diese Verschiebung vorzugsweise parallel zur Liegenlängsrichtung (4) verläuft, daß zwischen der Röntgenröhre (11) und dem Aufnahmeobjekt ein Kollimator (5) angebracht ist, der die Ausblendung paralleler Strahlenfächer (3) mit senkrecht zur Fokusverschiebung liegender Fächerebene erlaubt und daß der Strahlenempfänger (7) aus einer der gewünschten Ortsauflösung angepaßten Zahl von Detektoren (7a, 7b usw.) besteht, die in einer Ebene senkrecht zur Fokusverschiebung auf den Fokusweg (L) ausgerichtet und in Richtung ler Fokusverschiebung langgestreckt und so ausgedehnt sind, daß sie in der Lage sind, die Intensität aller durch den Kollimator (5) definierten Strahlenfächer (3) zu erfassen.
2. Diagnostikgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf der fokusnahen Seite des Strahlenempfängers (7) ein Zusatzkollimator (6) zur Absorption der Streustrahlung vorgesehen ist, dessen Lamellen in der Bewegungsrichtung des Fokus den einzelnen Detektoren (7a, 7b usw.) des Strahlenempfängers (7) angepaßt und im übrigen auf den Fokus ausgerichtet sind.
3. Diagnostikgerät nach Anspruch 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Meßsystem, bestehend aus Röntgenröhre und Strahlenempfänger (7), um das Aufnahmeobjekt (1) drehbar angeordnet ist, so daß Computertomogramme simultan in so viel Schnittebenen aufgenommen werden können, wie der Kollimator (5) Fächerausblendungen zuläßt.
4. Strahlendiagnostikgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der Abstand der Lamellen des zwischen Fokus und Aufnahmeobjekt (1) angeordneten Kollimators(5)in Bewegungsrichtung des Fokus variabel ist.