DE3709109C2 - Computertomograph - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Computertomographen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Bei einem Computertomographen dieser Art wird ein Bild der durchstrahlten Schicht des Untersuchungsobjektes aus den bei verschiedenen Durchstrahlungsrichtungen gewonnenen Ausgangs­ signalen der Einzeldetektoren rekonstruiert. Voraussetzung für ein artefaktfreies Bild ist dabei, daß der Fokus in bezug auf den Strahlenempfänger eine vorbestimmte Sollage einnimmt. In der Praxis kann es nun vorkommen, daß sich der Fokus gering­ fügig gegenüber der Sollage verstellt, z. B. aufgrund der Er­ wärmung der Röntgenröhre. Zur Kompensation der dadurch verur­ sachten Signalbeeinflussung ist in der US-PS 4 559 639 vorge­ schlagen, eine Signalkorrektur aufgrund von Veränderungen der Fokuslage, die mit Hilfe von Meßdetektoren erfaßt wird, vorzu­ nehmen. Die bekannte Korrektur beseitig die durch die Änderung der Fokuslage bestimmten Fehler nicht vollständig und setzt außerdem eine aufwendige Messung der für das Korrekturverfahren benötigen Funktionen voraus.

In US 4 160 909 ist ein Computertomograph beschrieben, bei dem der Fokus auf einer langgestreckten Anode abgelenkt wird. Zur Überwachung der Fokusbewegung sind positionsempfindliche Detek­ toren vorgesehen, die die Ist-Fokusbewegung über einen Regel­ kreis an eine Soll-Fokusbewegung angleichen.

In DE 36 32 811 ist ein Computertomograph beschrieben, bei dem die Fokusposition mit Hilfe eines Positionsdetektors erfaßt und an einen Sollwert angeglichen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Computertomo­ graphen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches so auszu­ bilden, daß Bildartefakte aufgrund von Änderungen der Fokuslage in zwei Dimensionen vermieden sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches. Bei dem erfindungsgemäßen Computertomographen werden Änderungen der Fokuslage in zwei Dimensionen automatisch kompensiert, so daß Artefakte aufgrund solcher Änderungen über­ haupt nicht auftreten.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Computertomographen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht der für die Erfindung wesentlichen Teile des Computertomographen gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II, und

Fig. 3 eine Ansicht der für die Erfindung wesentlichen Teile des Computertomographen gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeiles III.

Der Computertomograph gemäß Fig. 1 weist eine Meßeinheit aus einer Röntgenstrahlenquelle 1, die ein fächerförmiges Röntgen­ strahlenbündel 2 aussendet, und einem Strahlenempfänger 3 auf, welcher aus einer Reihe von Einzeldetektoren, z. B. aus 512 Ein­ zeldetektoren besteht. Der zu untersuchende Patient 4 liegt auf einer Lagerstatt 5. Zur Abtastung des Patienten 4 wird die Meß­ einheit 1, 3 um ein Meßfeld 9, in dem der Patient 4 liegt, um 360° gedreht. Die Drehachse ist mit 10 bezeichnet. Dabei wird die Röntgenstrahlenquelle 1, die von einem Röntgengenerator 6 gespeist wird, gepulst oder mit Dauerstrahlung betrieben. Bei vorbestimmten Winkelpositionen der Meßeinheit 1, 3 werden Sätze von Daten erzeugt, die vom Strahlenempfänger 3 einem Rechner 7 zugeführt werden, welcher aus den erzeugten Datensätzen die Schwächungskoeffizienten vorbestimmter Bildpunkte berechnet und auf einem Sichtgerät 8 bildlich wiedergibt. Auf dem Sichtgerät 8 erscheint demgemäß ein Bild der durchstrahlten Schicht des Patienten 4.

Die Änderung der Richtung des Nutzstrahlenbündels 2 erfolgt durch Drehung eines Drehkranzes 14 mit Hilfe einer Drehvorrich­ tung 13, auf dem die Röntgenstrahlenquelle 1 und der Strahlen­ empfänger 3 angebracht sind.

Zur Erfassung der Lage des Fokus 11 der Röntgenstrahlenquelle 1 sind neben dem Nutzstrahlenbündel 2 zwei Sensoren 16, 17 in ei­ nem Blendengehäuse angeordnet. Die Sensoren 16, 17 sind in der Fächerebene und senkrecht dazu seitlich neben dem Nutzstrahlen­ bündel 2 angeordnet und erfassen jeweils einen nadelförmigen Meß-Röntgenstrahl 18, 19, der durch eine geeignete Blende 18a, 19a eingeblendet wird und nicht im Nutzstrahlenbündel 2 liegt. Bei Verlagerungen des Fokus 11 aus seiner Sollposition ändert sich die Lage des Auftreffortes der Meß-Röntgenstrahlen 18, 19 auf den Sensoren 16, 17. Diese liefern entsprechende elektri­ sche Signale zu einer Steuervorrichtung 20, die eine Verstell­ vorrichtung 21 für die Röntgenstrahlenquelle 1 ansteuert. Die Verstellvorrichtung 21 verstellt die Röntgenstrahlenquelle 1 auf dem Drehkranz 14 so, daß der Fokus 11 in seine Sollposition zurückgeführt wird.

Die Fig. 2 zeigt den Sensor 17 neben dem Nutzstrahlenbündel 2 und den Meß-Röntgenstrahl 19. Das Nutzstrahlenbündel 2 ist auch in Längsrichtung der Lagerstatt 3 leicht fächerförmig einge­ blendet, so daß die gesamte empfindliche Oberfläche der Ein­ zeldetektoren des Strahlenempfängers 3 getroffen wird.

Die Fig. 3 zeigt, daß die Sensoren 16, 17 eine strahlenempfind­ liche Oberfläche aufweisen, die größer als der Auftreffort der Meß-Röntgenstrahlen 18, 19 ist. Die Auftrefforte sind in der Fig. 3 mit 22, 23 bezeichnet. Die darüber bzw. daneben gezeich­ neten Kurven zeigen den örtlichen Intensitätsverlauf in den Meß-Röntgenstrahlen 18, 19. Bei einer Fokusverlagerung wandern die Auftrefforte 22, 23 auf der empfindlichen Oberfläche der Sensoren 16, 17, wodurch sich die Ausgangssignale der Sensoren 16, 17 entsprechend ändern und eine Rückführung des Fokus 11 in die Sollposition erreicht wird.

Als Sensoren 16, 17 können Bauelemente verwendet werden, die als position-sensitive-detector (PSD) bezeichnet werden.

Claims (1)

1. Computertomograph mit einer Meßeinheit (1, 3) aus einer Rönt­ genstrahlenquelle (1) und einem Strahlenempfänger (3), bei der die Röntgenstrahlenquelle (1) ein fächerförmiges Nutzstrah­ lenbündel (2) aussendet, das auf dem aus einer Reihe von Ein­ zeldetektoren bestehenden Strahlenempfänger (3) auftrifft, von denen jeder ein der empfangenen Strahlenintensität entsprechen­ des elektrisches Signal bildet, bei dem Mittel (14, 13) zur Drehung der Meßanordnung (1, 3) um das Meßfeld (9) zur Durch­ strahlung des Meßfeldes (9) unter verschiedenen Richtungen vor­ gesehen sind, bei dem eine Meßwertverarbeitungseinheit (7) vor­ handen ist, der die Ausgangssignale der Einzeldetektoren, die bei den verschiedenen Durchstrahlungsrichtungen erzielt werden, zugeführt werden und die daraus die Schwächungswerte vorbe­ stimmter Punkte in der durchstrahlten Schicht des Aufnahmeob­ jektes (4) bestimmt, und bei dem eine Bildwiedergabevorrichtung (8) zur bildlichen Wiedergabe der berechneten Schwächungswerte vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet zur zweidimensionalen Erfassung der Änderung der Fokuslage zwei positionsempfindliche Detektoren (16, 17) in der Fächerebene und senkrecht dazu seitlich neben dem Nutzstrahlenbündel (2) angeordnet sind, die auf ihren Oberflächen von im Vergleich zu ihrer Länge schmalen, mit Hilfe von Blenden (18a, 19a) zwischen dem Fokus und den positionsempfindlichen Detektoren (16, 17) erzeugten Röntgenstrahlenbündeln (18, 19) getroffen werden.