DE1247496B

DE1247496B - X-ray examination facility

Info

Publication number: DE1247496B
Application number: DE1964S0091141
Authority: DE
Inventors: Dr Karl-H Reiss
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1964-05-16
Filing date: 1964-05-16
Publication date: 1967-08-17

Description

Röntgenuntersuchungseinnchtung Die Erfindung betrifft eine Röntgenuntersuchungseinrichtung, die sowohl eine Strahlenquelle als auch ein Strahlenaufnahmeorgan enthält, welches außerhalb des Bereiches liegt, der direkt von den Strahlen der Quelle getroffen wird, und vor dessen Strahleneintrittsfläche schachtförmige Blendenelemente liegen, die auf einen kleinen Ausschnitt des bestrahlten Gebietes ausgerichtet sind.X-ray examination device The invention relates to an X-ray examination device, which contains both a radiation source and a radiation receiving organ, which is outside the area directly struck by the rays of the source and shaft-shaped diaphragm elements are located in front of its beam entry surface, which are aimed at a small section of the irradiated area.

Bei den bekannten Röntgeneinrichtungen werden Bilder erhaIten, bei denen Teile des Untersuchungsobjektes, die geringe Dichteunterschiede aufweisen, geringe Helligkeits- oder Schwärzungsunterschiede besitzen und daher nur schwer erkannt werden können. Bei fotografischen Schwärzungen liegt im Röntgenbild die Grenze, bei welcher Unterschiede noch identifiziert werden können, bei etwa 10 O/o. Die Auflösung von Dichteunterschieden ist außerdem abhängig von der Ausdehnung der zu unterscheidenden Körper. Bei einem Dichteunterschied von 200/0 ist z. B. eine Kugel von 4 cm Durchmesser in Wasser im Röntgenbild nicht mehr erkennbar. Auch im Röntgenschichtbild ergibt sich nur eine schwache Andeutung der Kugel, so daß noch keine sichere Erkennung gewährleistet ist. With the known X-ray devices, images are obtained at those parts of the examination object that show slight differences in density, have slight differences in brightness or blackness and therefore only with difficulty can be recognized. In the case of photographic blackening, the X-ray image shows the The limit at which differences can still be identified is around 10%. The resolution of differences in density is also dependent on the extent of the body to be distinguished. With a density difference of 200/0 z. Legs A sphere with a diameter of 4 cm in water can no longer be seen in the X-ray image. Also in X-ray layer image shows only a faint indication of the sphere, so that still no reliable detection is guaranteed.

Eine weitere Schwierigkeit stellen die Knochenschatten dar, hinter denen Einzelheiten verschwinden können. Die bekannte Schichtaufnahmetechnik hat auch hier keine ausreichende Verbesserung gebracht, obwohl die Wirkung der Knochenschatten damit weitgehend vermieden werden kann. Die obengenannten Nachteile treten auch hierbei auf, weil die in Strahlrichtung liegenden Schichten sich in ihrer absorbierenden Wirkung addieren. Es ist daher schwer, z. B. kleine Geschwülste oder Tumore, die sich in ihrer Dichte nur wenig von den sie umgebenden Körperteilen unterscheiden, auf einem Röntgendurchleuchtungsbild darzustellen. Gerade ihre Abbildung ist aber in der medizinischen Röntgenuntersuchung sehr bedeutsam, weil durch sie eine sichere Frühdiagnostik von Krebserkrankungen ermöglicht werden könnte. Another difficulty is the bone shadows behind where details can disappear. The well-known film recording technique has here too there was no sufficient improvement, although the effect of the bone shadows this can largely be avoided. The above-mentioned disadvantages also occur in this case, because the layers lying in the direction of the beam are absorbed in their own Add effect. It is therefore difficult to e.g. B. small growths or tumors that differ only slightly in their density from the surrounding body parts, on a fluoroscopic image. But it is precisely their image Very important in medical X-ray examinations because they are safe Early diagnosis of cancer could be made possible.

Für die Diagnostik versuchte man daher auch die in einem zu untersuchenden Körper bei Durchstrahlung mit Röntgenstrahlen ausgelösten Streustrahlen heranzuziehen. Bekanntlich variiert nämlich die Streustrahlung in Abhängigkeit auf Zusammensetzung und Dichte des bestrahlten Materials. Sit kann deshalb auch zur Sichtbarmachung diese. For the diagnosis one tried therefore also the one to be examined Use scattered rays caused by X-ray exposure to the body. It is known that the scattered radiation varies depending on the composition and density of the irradiated material. Sit can therefore also be used for visualization these.

Unterschiede benutzt werden.Differences are used.

Eine bekannte Anordnung zur Ausnutzung dei vorgenannten Erkenntnisse besteht aus einer Abtasteinrichtung, bei welcher ein dünnes Röntgenstrahlen- bündel ausgeblendet ist, das mittels einer Nipkow-Scheibe in abtastende Bewegung versetzt wird. Quer zum abtastenden Strahl sind mehrere Fotozellen anzugeordnet, deren Strahleneintrittsflächen je ein Leuchtschirm und ein Lamellenraster vorgeschaltet ist. Die Raster sind auf eine Linie fokussiert, die quer zum abtastenden Röntgenstrahl liegt. Auf die Fotozellen wirkt so immer nur ein kleiner Ausschnitt aus der bestrahlten Fläche ein. Bei dieser Einrichtung ist nur ein schmales Strahlenbündel zur Erzeugung der Streustrahlen benutzt. Im Verlauf des schmalen Bündels liegende, stärker absorbierende Stellen bewirken von vornherein eine Schwächung der Einstrahlung, die auch in einer Schwächung der Menge der gestreuten Strahlen zum Ausdruck kommt. Die aufgezeichneten Streuwerte erhalten so wegen der Absorption im Primärstrahl Unregelmäßigkeiten, die nicht von den Bedingungen an den zu untersuchenden Ort abhängen. A known arrangement for exploiting the aforementioned knowledge consists of a scanning device in which a thin X-ray beam bunch is hidden, which is set in scanning motion by means of a Nipkow disk will. Several photocells are arranged across the scanning beam, their beam entry surfaces a luminescent screen and a lamella grid are connected upstream. The grids are up focuses a line that is transverse to the scanning x-ray beam. On the photocells only a small section of the irradiated area has an effect. At this The device is only a narrow bundle of rays to generate the scattered rays used. In the course of the narrow bundle, more absorbent areas cause a weakening of the radiation from the start, which also results in a weakening the amount of scattered rays is expressed. The recorded scatter values thus get irregularities due to the absorption in the primary beam that are not of depend on the conditions at the location to be investigated.

Erfindungsgemäß werden sich in ihrer Dichte nur geringfügig voneinander unterscheidende Bezirke eines Untersuchungsobjektes unter Vermeidung der genannten Schwierigkeiten röntgeno-grafisch dadurch sichtbar gemacht, daß die Blendenelemente Rasterschächte 8 bilden in der Form von einer Vielzahl voneinander unabhängiger strahlenabsorbierender Röhren, deren eines Ende auf einen kleinen Ausschnitt des bestrahlten Gebietes und deren anderes Ende auf einen bestimmten Ausschnitt des Strahlenaufnahmeorgans 9 gerichtet ist und daß bei einer Bewegung der Strahlenquelle 1 das Raster 8 mitbewegt wird in dem Sinn, daß stets die gleichen Ausschnitte des Strahlenaufaahmeorgans den gleichen Ausschnitten des bestrahlten Gebietes zugeordnet sind, indem dabei zugleich das Strahlenaufliahmeorgan 9 parallel zur bestrahlten Fläche bewegt wird. According to the invention, their density is only slightly different from one another distinguishing areas of an examination object while avoiding the mentioned Difficulties made radiographically visible by the fact that the diaphragm elements Grid compartments 8 are more independent of one another in the form of a plurality radiation-absorbing tubes, one end of which points to a small section of the irradiated area and its other end to a specific section of the Radiation receiving member 9 is directed and that upon movement of the radiation source 1 the grid 8 is moved in the sense that always the same sections of the Strahlaufaahmeorganans assigned to the same sections of the irradiated area are by at the same time the Strahlaufliahmeorgan 9 parallel to the irradiated Surface is moved.

Nach der Erfindung ist es möglich auch bei der Herstellung eines flächenhaften Bildes mit einer bewegten Strahlenquelle in Einstrahlrichtung vor dem Beobachtungspunkt liegende stark absorbierende Stellen (z. B. Knochen) auszumitteln, indem die Strahlenquelle um den Meßpunkt herum bewegt wird. According to the invention it is also possible in the manufacture of a two-dimensional image with a moving radiation source in the direction of irradiation to the Strongly absorbing points at the observation point (e.g. Bones) by moving the radiation source around the measuring point.

Die Einstellung der Aufaahmefläche auf einen kleinen Ausschnitt erfolgt dabei mittels des Rasters, dessen Eintrittsöffnungen auf den Ausschnitt gerichtet sind und dessen gegenüberliegende Öffnungen den Aufnahmelementen zugeordnet sind.The setting of the recording area takes place on a small section by means of the grid, the entry openings of which are directed towards the cutout are and the opposite openings are assigned to the receiving elements.

Hierbei ist auch eine Verwischung des zwischen dem Ausschnitt und der Aufnahmeschicht liegenden Absorptionsmediums erzielbar, wenn das Raster von einer Mehrzahl von Ausschnitten auf eine Mehrzahl von Aufuahmepunkten gerichtet ist. Die Verwischung erfolgt dann durch gleichzeitige Bewegung der Aufnahmefläche und des Rasters. Die Bewegung ist dann derart gerichtet, daß die von einem Aufnahmeausschnitt der Untersuchungsfiäche zum Aufnahmeorgan gelangenden Strahlen auf dem Mantel einer kegelartigen Figur liegen, deren Gipfelpunkt im jeweiligen Aufnahmeausschnitt liegt. Der aufnehmende Teil der Aufnalimefläche liegt dann auf einer etwa kreisförmigen oder komplizierteren Bahn, die durchlaufen wird. There is also a blurring of the between the section and the absorption layer lying absorption medium achievable when the grid of a plurality of cutouts directed to a plurality of pick-up points is. The blurring then takes place through simultaneous movement of the receiving surface and the grid. The movement is then directed such that that of a receiving cutout the examination area to the receiving organ reaching rays on the mantle of a cone-like figure, the peak of which lies in the respective recording section. The receiving part of the receiving surface then lies on an approximately circular one or more complicated path that is traversed.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, in dessen Zusammenhang nachfolgend weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung erläutert sind. In F i g. 1 ist eine erfindungsgemäße Einrichtung im Schnitt und teilweise schematisch abgebildet, bei welcher sowohl die Strahlenquelle als auch das Aufnahmeorgan und das Raster bewegt wird; in F i g. 2 ist die Drausicht auf die Einrichtung nach F i g. 1 dargestellt. In the figures, an embodiment of the invention is shown, in connection with this, further details and advantages of the invention are given below are explained. In Fig. 1 is a device according to the invention in section and partially shown schematically, in which both the radiation source and the receiving member and the grid is moved; in Fig. 2 is the top view the device according to FIG. 1 shown.

In der F i g. 1 ist mit 1 die Strahl. nquelle bezeichnet, von welcher das flache Röntgenstrahlenbündel 2 ausgeht, welches mittels der Schlitzbiende 3 ausgeblendet wird. Die Strahlenquelle 1 enthält in bekannter Weise in einem Strahlenschutzgehäuse eine Röntgenröhre als eigentlichen Strahlenlieferanten. In FIG. 1 is the beam with 1. Source denotes from which the flat X-ray beam 2 emerges, which by means of the slit belt 3 is hidden. The radiation source 1 contains in a known manner in a radiation protection housing an X-ray tube as the actual source of radiation.

Die Stärke des Strahlenbündels 2 beträgt etwa 5 mm und durchdringt den Untersuchungskörper 4. Zum Strahlenschutz sind vor den Augen des Untersuchungskörpers 4, dem Kopf eines Patienten, die Strahlenschutzorgane 5 und 6 angeordnet. In Strahlenrichtung hinter dem Körper 4 befindet sich als weiterer Strahlenschutz das Strahlenauffangorgan 7.The strength of the beam 2 is about 5 mm and penetrates the examination body 4. For radiation protection are in front of the eyes of the examination body 4, the head of a patient, the radiation protection organs 5 and 6 are arranged. In the direction of the beam Behind the body 4 is the radiation collecting organ as further radiation protection 7th

Oberhalb des Körpers 4 befindet sich das aus Röhren gebildete Raster 8. Die Längsachsen der Röhren sind jeweils auf einen Ausschnitt der Fläche gerichtet, der in der vom Strahlenbündel 2 durchdrungenen Ebene des Körpers 4 liegt. Dem oberen Ende der Röhren des Rasters 8 gegenüber befindet sich eine Kassette 9, in welcher ein Röntgenfi]m -gelagert ist. Die Kassette9 ist andererseits in einem Kreuzschlitten 10 gelagert und allseitig in einer Ebene verschiebbar. Above the body 4 is the grid formed from tubes 8. The longitudinal axes of the tubes are each directed to a section of the surface, which lies in the plane of the body 4 penetrated by the beam 2. The upper one Opposite the end of the tubes of the grid 8 is a cassette 9 in which an X-ray film is supported. The cassette 9, on the other hand, is in a compound slide 10 mounted and displaceable on all sides in one plane.

Dieser Schlitten 10 gewährleistet mit den Schienenpaaren 11, 12 und 13,1L4 eine Verschiebbarkeit der Kassette 9 in den senkrecht aufeinanderstehenden Koordinaten der durch die Schienen gegebenen Ebene. This carriage 10 ensures with the pairs of rails 11, 12 and 13,1L4 a displaceability of the cassette 9 in the mutually perpendicular Coordinates of the plane given by the rails.

Die Zuordnung des Rasters 8 zu der vom Strahlenbündel 2 durchstrahlten Fläche erfolgt mittels des Hebels 15, der an dem Strahlenauffänger 7 in einer Hülse 16 an der Achse 17 schwenkbar gelagert ist Die Strahlenquelle 1 ist mit dem Strahlenauffänger 7 durch einen U-förmigen Bügell8 stan verbunden. The assignment of the grid 8 to the one penetrated by the beam 2 The surface takes place by means of the lever 15, which is attached to the radiation catcher 7 in a sleeve 16 is pivotably mounted on the axis 17. The radiation source 1 is with the radiation collector 7 stan connected by a U-shaped bracket8.

Durch die Schrauben 19 und 20 ist die' Höhen- verstellbarkeit sowohl der Strahlenquelle 1 als auch des Strahlenauffängers 7 angedeutet. Außerdem ist die U-förmige Verbindung um die Achse 21 in dem Lager 22 drehbar. Bei der Drehung des U-förmigen Teiles wird auch- das Raster 8 auf einer Kreisbahn bewegt. Die Drehbarkeit des Rasters 8 ist durch die um 180 versetzte gestrichelte Linie 8 a symbolisiert.With the screws 19 and 20 the 'height adjustability both the radiation source 1 and the radiation interceptor 7 are indicated. Also is the U-shaped connection is rotatable about the axis 21 in the bearing 22. When turning of the U-shaped part is also moved the grid 8 on a circular path. The rotatability of the grid 8 is symbolized by the dashed line 8 a offset by 180.

Die Schächte des Rasters 8 haben mit ihren Längsachsen eine Richtung, die mit der Achse 21 einen Winkel bildet. Während die untere Endebene 23 des Rasters 8 dem Untersuchungskörper 4 zugewandt ist, ist die obere Ebene 24 der Kassette 9 zugewandt. Das Raster selbst stellt ein Bündel aus absorbierenden Röhren dar, welches in senkrecht zu den Röhren liegendem Querschnitt oval ist. Bei dem vorgenommenen Schnitt, der in einem Winkel von mehr als 90° zur Längsachse des Bündels verläuft, ergeben sich Schnittflächen, die kreisrund sind.The shafts of the grid 8 have a direction with their longitudinal axes which forms an angle with the axis 21. While the lower end level 23 of the grid 8 facing the examination body 4 is the upper level 24 of the cassette 9 facing. The grid itself represents a bundle of absorbent tubes, which is oval in cross section perpendicular to the tubes. With the one made Section at an angle of more than 90 ° to the longitudinal axis of the bundle, the result is cut surfaces that are circular.

Am Rand der oberen Endfiäche 24 ist ein Ring 25 angebracht, dessen Seitenflächen parallel zur Drehachse 21 verlaufen. Den Seitenflächen des Ringes 25 sind an einem Kassettenhalter vier Rollen 26, 27, 28 und 29 zugeordnet. Die Rollen liegen jeweils zueinander um 90° versetzt, so daß bei einer Drehung des Rasters um die Achse 21 die Kassette in den beiden senkrecht aufeinanderstehenden Koordinaten der durch die Schienen 11 bis 14 gegebenen Fläche verschoben wird, während das Raster eine Kreisbahn durchläuft. Die Kreisbahn des Rasters ergibt sich dabei so, daß die Längsachsen der Röhren, aus welchen das Raster gebildet ist, einen Kegelmantel durchlaufen, dessen Spitze in der Ebene des Strahlenbündels 2 liegt. Bei dieser Bewegung bleibt aber stets das gleiche Flächenelement des in der Kassette 9 befindlichen Röntgenfilmes dem gleichen Flächenelement des vom Strahlenbündel 2 durchstrahlten Teiles des Körpers 4 zugeordnet. Die Streustrahlen werden also nicht nur aus einer eng begrenzten Richtung aufgenommen. Sie können vielmehr aus der ganzen Kegelmantelfiäche auf den Röntgenfilm kommen und bilden so an dieser Stelle die von einem bestimmten Punkt der bestrahlten Fläche nach verschiedenen Richtungen ausgehenden Streustrahlen in einem Punkt ab. Dadurch werden zwischen ,der vom Strahlenbündel 2 durchstrahlten Fläche und der Kassette 9 liegende, an verschiedenen Stellen der Kegelmantelfläche im Körper 4 auftretende, Absorptionsunterschiede ausgeglichen. At the edge of the upper end surface 24, a ring 25 is attached, the Side surfaces run parallel to the axis of rotation 21. The side faces of the ring 25 four rollers 26, 27, 28 and 29 are assigned to a cassette holder. The roles are each offset by 90 °, so that when the grid is rotated around the axis 21 the cassette in the two mutually perpendicular coordinates of the area given by the rails 11 to 14 is displaced while the grid runs through a circular path. The circular path of the grid results in such a way that the The longitudinal axes of the tubes, from which the grid is formed, run through a cone envelope, the tip of which lies in the plane of the beam 2. Stay with this movement but always the same surface element of the X-ray film located in the cassette 9 the same surface element of the part of the body irradiated by the beam 2 4 assigned. The scattered rays are therefore not only from a narrowly limited direction recorded. Rather, you can view the X-ray film from the entire surface of the cone come and form so at this point the irradiated from a certain point Scattered rays emanating in different directions from the surface at one point. As a result, between the area irradiated by the bundle of rays 2 and the Cassette 9 lying at different points on the surface of the cone in the body 4 occurring, absorption differences compensated.

Ungleichmäßigkeiten der Absorption des eingestrahlten Bündels 2 im Körper 4 werden durch die Bewegung der Strahlewnguelle 1 auf der Kreisbahn 30 ebenfalls~a,usgeglicÄ£n. Diese Art der synchronisier-:fen B=ewegung von Raster und Kassette ermöglicht den dargestellten und beschriebenen einfachen Aufbau. Die Verschiebung der Kassette9 ist lediglich durch die Bewegung des Rasters 8 hervorgerufen und trotzdem exakt auf die Aufnahmefiäche ausgerichtet. Irregularities in the absorption of the irradiated bundle 2 in the Bodies 4 are also compensated for by the movement of the beam source 1 on the circular path 30. This type of synchronized movement of the grid and cassette enables the illustrated and described simple structure. The movement of the cassette 9 is only caused by the movement of the grid 8 and is still exact aligned with the receiving surface.

Die Ausrichtung beruht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel darauf, daß die Mittellinie 31 des Rasters 8 auf den Schnittpunkt der Drehachse 21 mit dem Strahlenbündel 2 gerichtet ist. Durch die Drehung des Rasters auf der Kreisbahn wird andererseits noch zusätzlich eine Verwischung der Rasterabbildung selbst erzielt, ohne daß zusätzliche Mittel notwendig sind.In the present exemplary embodiment, the alignment is based on that the center line 31 of the grid 8 at the intersection of the axis of rotation 21 with the Beam 2 is directed. By rotating the grid on the circular path on the other hand, a blurring of the raster image itself is also achieved, without the need for additional funds.

Bei einer Verschiebung der Strahlenquelle 1 in eine höhere oder tiefere Lage zum Untersuchungskörper 4 wird zur Aufrechterhaltung der Synchronisation der Bewegung mittels des Hebels 15 das Raster 8 so verschoben, daß es wiederum mit seiner Mittellinie 31 den Schnittpunkt zwischen Drehachse 21 und Strahlenbündel 2 trifft. When the radiation source 1 is shifted to a higher or lower one The position in relation to the examination body 4 is used to maintain synchronization the Movement by means of the lever 15, the grid 8 shifted so that it in turn with his Center line 31 meets the point of intersection between axis of rotation 21 and beam 2.

Claims

Claims: 1. X-ray examination device that has a radiation source contains and a radiation receiving organ which lies outside the range that is hit directly by the rays of the source and in front of its ray entrance surface Shaft-shaped diaphragm elements are located on a small section of the irradiated Area are aligned, characterized in that the screen elements raster shafts (8) form in the form of a plurality of independent radiation-absorbing Tubes, one end of which covers a small section of the irradiated area and the other end of which on a specific section of the radiation receiving organ (9) is directed and that when the radiation source (1) moves, the grid (8) moves along with it is in the sense that always the same sections of the radiation receiving organ the same sections of the irradiated area are assigned by doing at the same time that Radiation receiving member (9) is moved parallel to the irradiated surface.

2. Device according to claim 1, characterized in that the Radiation source (1) can be rotated around an axis (21) around which the grid (8) is rotated in such a way that when the grid is moved, which consists of a bundle consists of tubes, which with their longitudinal axes obliquely to the axis of rotation (21) and has cut surfaces that are circular in the direction perpendicular to the axis of rotation (21) are, the grid center line (31) is always directed to the Schnittpufikt, the the beam forms with the axis of rotation (21) of the system, and that also a Cassette (9) for an X-ray film as a radiation receiving organ with the radiographed through surface facing away from the cut surface of the grid is rotatably connected, so that in the direction the longitudinal axis of the grid tubes always have the same surface parts during the rotary movement of the X-ray film face the same area proportions of the irradiated area. - References considered: U.S. Patent No. 2,670,401; »ETZ-B«, Vol. 11, 1959, No. 7, pp. 299, 300.