DE2427418C3 - Gerät zur Untersuchung eines Körperteils mittels durchdringender Strahlung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Untersuchung eines Körperteils mittels durchdringender Strahlung, insbesondere Röntgen- und Gammastrahlung, mit einer Strahlungsquelle, mit einer Aufnahmevorrichtung für den zu untersuchenden Körperteil, der von einem Wasser enthaltenden Beutel umgeben ist, mit einer auf die Strahlung ansprechenden Detektoranordnung, und mit einer Abtastvorrichtung, die um eine durch den Körperteil verlaufende Achse drehbar ist, wobei die Quelle sowie die Detektoranordnung so angeordnet sind, daß Strahlung von der Quelle durch den Körperteil zu der Detektoranordnung aus zahlreichen Richtungen, die in einer senkrecht zur Drehachse liegenden Ebene verlaufen, geschickt werden kann, und wobei mit der Abtastvorrichtung ein unterschiedliche Strahlweglängen durch den Körper kompensierendes Schwächungsmedium um den Körper umläuft

Aus der GB-PS 12 83 915 ist eine Vorrichtung zur Untersuchung dünner Scheiben des menschlichen Körpers mittels durchdringender Strahlung bekannt, bei

der die Scheibe in einzelne Elemente matrixartig aufgeteilt wird und dann ein Bild der unterschiedlichen Durchlässigkeit oder Absorption der Elemente in bezug auf die Strahlung hergestellt wird. Eine Ausführungstorm des in der britischen Patentschrift beschriebenen Gerätes dient zur Untersuchung des menschlichen Kopfes. Bei diesem Gerät ist eine genaue Positionierung des Kopfes in bezug auf die Strahlungsquelle und die Detektoranordnung, die die Strahlung nach Durchlaufen des Kopfes mißt und registriert, erforderlich, um eine genaue Bildrekonstruktion sicherzustellen. Die erforderliche Genauigkeit der Positionierung wird dadurch erreicht, daß der Kopf in einem flexiblen Teil gelagert wird, welches die eine Wand eines Wasserreservoirs bildet Wenn das Reservoir mit Wasser gefüllt wird, dient das flexible Teil dazu, den Kopf sanft festzulegen. Die Strahlungsquelle und die Detektoranordnung werden relativ zu dem in dem flexiblen Teil gelagerten Kopf bewegt, wobei die Abtastbewegungen eine Rotationsbewegung der Strahlungsquelle und der Detektoranordnung um den Kopf enthalten. Das Wasserreservoir nimmt, abgesehen von seiner flexiblen Wandung, an dieser Rotations teil, und das Reservoir dient neben seiner Funktion zur Halterung des Kopfes als Schwächungsglied, das in allen Winkellagen die Änderungen der Weglänge der Strahlung über der Breite des Kopfes kompensiert

Die zur Untersuchung des Kopfes verwendete Anordnung ist jedoch nicht für die Untersuchung des Rumpfes brauchbar, weil bezüglich des Rumpfes wesentlich größere Abmessungsunterschiede als im Falle des Kopfes zu berücksichtigen sind.

Außerdem ist der Rumpf mehr als der Kopf unfreiwilligen Bewegungen ausgesetzt und derartige Bewegungen müssen nach Möglichkeit verhindert werden, weil hierdurch das vom Gerät erzeugte Bild unscharf wird. Ferner ist es erwünscht, daß während verschiedener Stufen der Untersuchung die Strahlung außerhalb des Bereiches, die der zu untersuchende Körper einnimmt, durch ein Bezugsschwächungsmedium verläuft Die Grenzen dieses Bereiches müssen daher genau festgelegt sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Art mit einer Positionierungsvorrichtung für den Rumpf des menschlichen Körpers zu schaffen, die unter Einbeziehung des Schwächungsgliedes das Einsetzen des Körpers erleichtert die ohne Schwierigkeiten die Positionierung bei Patienten unterschiedlicher Abmessungen erlaubt, die in der Lage ist, unfreiwillige Bewegungen zu unterbinden, und die deutlich die Grenzen des vom Rumpf in Anspruch genommenen Bereiches definiert

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Aufnahmevorrichtung einen den Körperteil in dem der Strahlung ausgesetzten Bereich umschließenden Kragen enthält, daß der Kragen aus zu öffnenden oder voneinander trennbaren Teilen zur Einführung des Körpers unter Zwischenfügung des deformierbaren Beutels besteht, und daß Haltemittel für den Kragen sowie für das Schwächungsmedium vorhanden sind, die einerseits den Kragen als ganzes während der Abtastung in fester Lage halten, und die andererseits eine konzentrische Drehung des Schwächungsmediums um den Kragen bewirken.

Vorzugsweise wird die Strahlungsquelle so angeordnet, daß die Strahlung im Querschnittsbereich des Körpers in Form von seitlich einen Abstand zueinander aufweisenden Strahlenwegen durchläuft, die in dem Kragen Sehnen bilden, wobei die Detektoranordnung getrennte Ausgangssignale liefert, die ein Maß für die Größe der auf diesen Wegen übertragenen Strahlung ist Dies kann durch Kollimation der Strahlung an der Quelle erfolgen, so daß die Strahlung auf einen Strahlenweg in der Ebene des untersuchten Bereiches beschränkt wird, und indem die Strahlungsquelle und die Detektoranordnung seitlich in der Ebene bewegt werden, so daß jeweils eine seitliche Abtastung für jedes

iü kleine Inkrement der Drehung der Abtastvorrichtung durchgeführt wird. Statt dessen kann die Strahlung von der Strahlungsquelle aber auch so gebündelt werden, daß sie ein sektorförmiges Strahlungsfeld in der untersuchten Querschnittsebene bildet wobei die winkelmäßige Ausdehnung des Feldes ausreichend groß ist um den Kragen zu erfassen. Bei beiden Ausführungsformen ist das erwähnte Schwächungsmedium so geformt daß es unterschiedliche Längen, die die Strahlung in dem Kragen durchläuft kompensiert

Vorzugsweise besteht der Kragen aus einem Ring und das Schwächungsmedium aus einem selbsttragenden Körper, der mit der Außenfläche des Ringes in Berührung steht und um diese bei Drehung der Abtastvorrichtung herumläuft wobei für die Positionie rung des Patienten oder den Ersatz des Kragens der selbsttragende Körper an dem Kragen lösbar befestigt ist

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht das SchwächungEmedium aus zwei sattelförmigen Blöcken, deren Sattelabmessungen an den Kragen angepaßt sind und die so angeordnet sind, daß einer zwischen der Strahlungsquelle und dem Kragen und der andere zwischen dem Kragen und der Detektoranordnung liegt wobei die Oberfläche des ersten Blockes, in die die Strahlung eintritt zur Oberfläche des zweiten Blockes, aus der die Strahlung austritt, parallel ist Dabei ist es zweckmäßig, die sattelförmigen Blöcke durch Federkraft mit der Außenfläche des Kragens in Kontakt zu halten.

Um eine Möglichkeit für die Auswahl des örtlichen Bereiches innerhalb des untersuchten Querschnittes zu schaffen, ist es von Vorteil, eine Vorrichtung zur Einstellung der Achse des Kragens derart vorzusehen, daß die Achse gegenüber der Rotationsachse der

Abtastvorrichtung versetzbar ist

Es ist aber auch möglich, die Kompensation vorzunehmen, bevor die Strahlung auf den Patienten trifft. In diesem Falle ist das Schwächungsmedium vollständig auf der der Strahlungsquelle zugewandten Seite des Kragens angeordnet Dabei besteht das Schwächungsmedium aus mindestens einem Element, das geometrisch ähnlich oder geometrisch äquivalent zu einem Schwächungsmedium ausgebildet ist, das die Ausnehmung beiderseitig umgeben würde.

Für den Fall, daß eine Auswahlmöglichkeit für den örtlichen Bereich innerhalb des untersuchten Querschnittes vorgesehen ist wird die Halterung des bzw. der Schwächungsmedien zweckmäßigerweise so ausgebildet daß bei exzentrischer Anordnung des Mittel-

bo punktes des Kragens zum Mittelpunkt der Drehung der Strahlungsquelle und der Detektoren das bzw. die Schwächungsmedien bei der orbitalen Bewegung eine die Exzentrität kompensierende Bewegung in Richtung des Radius zwischen der Strahlungsquelle und dem

Mittelpunkt der orbitalen Drehbewegung erfahren.

Zu diesem Zweck kann die Halterung für das bzw. die Schwächungsmedien als Scherenkonstruktion ausgebildet sein, deren Enden am Kragen einerseits und am

Zentrum der Strahlungsquelle andererseits angreifen und deren Gelenkpunkte an dem bzw. an den Schwächungsmedien angelenkt sind.

Eine Vereinfachung ergibt sich, wenn die Nachbildung der Ausnehmung des Kragens durch eine Einschnürung des Schwächungsmediums gebildet wird. In diesem Falle ist es zweckmäßig, als Halterung für das Schwächungsmedium zwei Stangen vorzusehen, die zwischen sich das Schwächungsmedium einschließen und im Bereich der Strahlungsquelle schwenkbar so gelagert sind, daß sie mittels Federkraft an dem Kragen anliegen, wobei die Stangen im Bereich ihres Drehlagers mit Längsstützen versehen sind, die die erforderliche Kompensationsbewegung bei exzentrischer Anordnung des Kragenmittelpunktes zum Rotationsmittelpünki der Strahlungsquelle ur,d der Detektoren zulassen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert In der Zeichnung bedeutet

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten radiographischen Gerätes in Vorderansicht,

F i g. 2 in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform eines Kragens zur Verwendung in dem in F i g. 1 dargestellten Gerät,

F i g. 3 eine Vorderansicht einer anderen Geräteausführung mit Kragen und Schwächungsmedium,

F i g. 4 eine in den Kragen passende Eichscheibe,

Fig.5 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Gerätes in Seitenansicht,

F i g. 6 das Gerät gemäß F i g. 5 in Vorderansicht,

F i g. 7 und 8 Teile des in F i g. 5 und 6 dargestellten Gerätes,

Fig.9 und 10 Einzelheiten des Schwächungsmediums, das in dem in F i g. 5 und 6 dargestellten Gerät verwendet wird,

F i g. 11 eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung der Möglichkeit für eine asymmetrische Anordnung des Schwächungsmediums,

Fig. 12 bis 14 Ausführungsformen mit asymmetrischer Anordnung des Schwächungsmediums,

Fig. 15 eine weitere Ausführungsform für die Ausbildung und Anordnung des Schwächungsmediums,

Fig. 16 die gleiche Anordnung wie in Fig. 15 für einen kleineren Körper,

Fig. 17 eine perspektivische Darstellung eines Teils einer Positionierungsvorrichtung für einen Körper und

F i g. 18 eine abgewandelte Form eines Schwächungsmediums, das bei bestimmten Anwendungen der Erfindung von Vorteil ist

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausfühmngsbeispie! ist ein rohrförmiger flexibler Beutel 1, der Wasser enthält, so um den interessierenden Bereich eines zu untersuchenden Körpers gewickelt, daß sich die Enden des Beutels 1 überlappen. Der Beutel besteht beispielsweise aus Gummi und wird dadurch stramm an die Form des Körpers 2 angepaßt, indem er zunächst entleert ist und dann nach Einbringen des Körpers mit Wasser gefüllt wird, so daß er in innigen Kontakt nut dem Körper kommt und soviel Luft wie möglich ans dem Bereich zwischen dem Beutel 1 und dem Körper 2 verdrängt wird. Die einander überlappenden Boden des Beutels werden zunächst aneinander befestigt, beispielsweise mittels nicht dargestellter Bänder, die den Beutel vorübergehend in seiner Lage in bezog anf den Körper halten, und dann wird der Beutel durch eine Posrtjoniernngsvorrichtnng in Form eines Kragens 3,

der in Einzelheiten in F i g. 2 dargestellt ist, festgelegt.

Der Kragen besitzt zwei halbkreisförmige Teile 4 und 5, die über ein Scharnier 6 miteinander verbunden sind. Die Teile 4 und 5 bestehen jeweils aus einem mittleren Band 7 und unteren und oberen Flansch 8 bzw. 9. Zumindest das mittlere Band besteht bei beiden Teilen aus Acrylglas oder einem anderen durchsichtigen Kunststoff. Ein Teil des Scharniers 6 ist an den oberen Flanschen 8 und ein anderes Teil an den unteren Flanschen 9 befestigt. Die Anordnung ist so getroffen, daß beim Schließen der freien Enden der beiden Teile 4 und 5 die mittleren Bänder an den Scharnierenden eng aneinanderliegen. Der Kragen kann in der geschlossenen Stellung mittels eines Hakens 10 oder dergleichen gesichert werden, der die oberen und unteren Flansche der freien Ender, verbindet, aber nicht über dem mittleren Band 7 liegt

Vor der Befestigung wird der Kragen 3 geöffnet, dann um den Beutel 1 herumgelegt (der seinerseits den zu untersuchenden Teil des Körpers 2 umgibt), dann geschlossen und in dieser Lage mittels des Hakens 10 gesichert. Der Innendurchmesser des Kragens 3 und die Menge des im Beutel 1 vorhandenen Wassers werden entsprechend den Abmessungen des zu untersuchenden Körperteils gewählt, so daß der Beutel 1 nach Befestigung des Kragens unter allseitigem Druck am Körperteil 2 anliegt, um sicherzustellen, daß ein inniger Kontakt zwischen dem Beutel 1 und dem Körperteil 2 vorhanden ist, und um eine relative Bewegung des Beutels 1 zum Körperteil zu verhindern.

Anschließend wird der Körper dann in einem radiographischen Abtastgerät festgelegt Dieses Gerät enthält eine Strahlungsquelle 12, die Röntgen- oder Gammastrahlung aussendet, eine sektorförmige, aufgrund einer radialen Trennlinie aufklappbare Platte 13, die eine öffnung 11 zum Einführen des mit dem Körper versehenen Kragens 3 enthält, und mehrere Detektoren 14, die auf die von der Quelle 12 erzeugte Strahlung ansprechen. Die Quelle 12 erzeugt ein sektorförmiges Strahlungsfeld, das durch die gestrichelten Linien 12a begrenzt ist und die Winkelausdehnung des Fächers ist so gewählt, daß der Kragen 3 erfaßt wird. Der Sektor der Platte 13 ist an der linken Seite der öffung 11 (wie in F i g. 1 dargestellt) für Eichzwecke erweitert, was nachfolgend noch näher erläutert wird. Das Abtastgerät ist auf einem drehbaren, ringförmigen, scheibenförmigen Körper 15 angeordnet, der konzentrisch zur öffnung U liegt und um eine durch die Mitte der öffnung verlaufende Achse gedreht werden kann. Die Drehung erfolgt durch einen Motor 16, der ein Zahnrad 17 antreibt, das mit nicht dargestellten, am Umfang des Kömers 15 angeordneten Zähnen zusammenwirkt

Die Quelle 12 und die Detektoren 14 sind relativ zu der Platte 13 um ein Drehlager 18 bewegbar, so daß die Detektoren 14 in der Ebene, in der sie angeordnet sind, geschwenkt werden können, bis sie die durch die gestrichelte Lime 19 angedeutete Lage einnehmen. Die Queue 12 schwenkt dabei mn den gleichen Winkel wie die Detektoren 14, und hierdurch wird ermöglicht, daß die Strahlung von der Quelle 12 zn den Detektoren 14 über einen Teil der Platte erfolgt, der nicht die Öffnung 11 enthalt Dies ist für Eichzwecke günstig, da dann unterschiedliche Empfindlichkeiten der einzelnen Detektoren bestimmt werden können, weil diese unter vöffig identischen Bedingungen betrieben werden.

Bei der Untersuchung eines Patienten nehmen die Quelle 12 und die Detektoren 14 jedoch die in Fig.1 voll ausgezogee Lage ein.

Um den Körper, der von dem Wasserbeutel 1 und dem Kragen 3 umgeben ist, im Abtastgerät zu positionieren, ist der Innendurchmesser der öffnung mit einer Zunge versehen, die mit dem mittleren Band 7 des Kragens 3 zusammenwirkt. Ferner sind die beiden Teile der Platte 13 durch eine Scharnierverbindung schwenkbar. Das Scharnier befindet sich am Ort des Drehlagers 18. Die beiden Teile der Platte 13 werden geöffnet, damit der Körper mit dem Wasserbeutel und dem Kragen in die öffnung 11 (die von der Trennlinie zwischen den beiden Teilen der Platte 13 zweigeteilt wird) eingeführt werden kann. Dann werden die beiden Teile der Platte 13 wieder geschlossen, so daß die erwähnte Zunge in Eingriff mit dem mittleren Band 7 des Kragens 3 kommt. Der Kragen 3 wird dann beispielsweise mit Hilfe von Lokalisierungsstangen 20 festgelegt, damit er nicht mit dem scheibenarligeti Körper 15 rotieren kann, und es kann nun die Bestrahlung des Patienten aus mehreren verschiedenen Richtungen beginnen. Die Bestrahlung wird vorgenommen, indem der scheibenartige Körper 15 stufenweise (beispielsweise um jeweils 1°) oder kontinuierlich über 180° (oder 360°) gedreht wird, wobei die in den aufeinanderfolgenden Winkelstellungen von den Detektoren 14 ermittelte Strahlung festgehalten wird.

Wenn das Abtastgerät rotiert, wirken die Zunge und der Innendurchmesser der öffnung 11 als Lager für das mittlere Band 7 des Kragens 3. Die ganze Vorrichtung kann auch in einer vertikalen Ebene anstatt in der beschriebenen horizontalen Ebene angeordnet werden.

F i g. 3 zeigt von einer anderen Ausführungsform der Erfindung einen Teil des Abtastgerätes und den Kragen. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehen.

In der in Fig.3 gezeigten Ausführungsform ist im Gegensatz zu der nach F i g. 1 der Teil der Platte 13 zwischen der öffnung 11 und den Detektoren 14 fortgelassen. Zum Ausgleich hierfür ist zusätzlich Acrylglas 21 zwischen der Quelle 12 und der öffnung 11 vorgesehen. Der Kragen 3 ist in der öffnung 11 dargestellt, jedoch enthält er weder einen Wasserbeutel noch einen Körper. Der dargestellte Kragen 3 besteht aus zwei über ein Scharnier miteinander verbundenen, halbkreisförmigen Teilen 4 und 5, jedoch kann es unter Umständen auch vorteilhaft sein, die beiden Teile 4 und 5 völlig voneinander zu trennen und sie in ihrer den Beutel 1 umgebenden Lage an beiden Enden mit Haken 10 zusammenzuhalten.

Fig.4(a) und 4(b) zeigen in Draufsicht bzw. Seitenansicht eine Eichscheibe 22, die beispielsweise aus Acrylglas besteht und so bemessen ist, daß sie in die öffnung 11 des Abtastgerätes paßt

Die Scheibe 22 ist an ihrem Umfang mit einer Nut 23 versehen, die mit der erwähnten Zunge an der Innenfläche der öffnung 11 in Eingriff gebracht werden kann. Bei Verwendung einer solchen Eichscheibe 22 kann der erweiterte TeQ der sektorförmigen Platte 13 an der linken Seite der öffnung 11 entfallen, so daß Material eingespart werden kann. Wenn die Scheibe 22 so festgelegt ist, daß sie nicht bei der Bestrahlung durch das Abtastgerät rotiert, kann die Eichung unter Pseudobetriebsbedingungen durchgeführt werden. Die Platte 13 oder Teile von dieser bilden ein Schwächungsmedium, das so geformt ist, daß von der von der Quelle 12 zu den Detektoren verlaufenden Strahlung die unterschiedlichen Weglängen, die bei der Durchdringung der öffnung 11 aufgrund von deren Kreisform entstehen, kompensiert werden. Das Schwächungsmedium rotiert mit dem Teil des Gerätes, auf dem sich die Strahlungsquelle 12 und die Detektoren 14 befinden, so daß dem von der Strahlungsquelle ausgehenden sektorförmigen Strahlungsfeld stets dasselbe Profil dargeboten wird.

Die Zahl der in F i g. 1 und 3 dargestellten Detektoren 14 ist verhältnismäßig klein. In der Praxis ist diese Zahl weitaus größer. Jeder Detektor erzeugt ein Ausgangssignal, das ein Maß für die Durchlässigkeit oder

ίο Absorption eines schmalen, von der Quelle ausgehenden Röntgenstrahl ist. Die Ausgangssignale von den Detektoren dienen zur Rekonstruktion eines Bildes der Durchlässigkeit oder Absorption elementarer Bereiche des Körperquerschnittes, der mit der Röntgenstrahlung untersucht wird. Um bei der Bildrekonstruktion die erforderliche Genauigkeit zu erzielen, werden die Ausgänge vieler Strahlen über der Breite des Strahlungsfeldes bei zahlreichen unterschiedlichen Winkelstellungen der Abtastvorrichtung 12, 14, 15 benötigt.

Daher werden in der Praxis die Detektoren 14 sehr nahe nebeneinander angeordnet, und es muß auch dafür gesorgt werden, Ausgangssignale von Strahlen zu gewinnen, die zwischen den Detektoren 14 verlaufen und daher von diesen Detektoren nicht erfaßt werden können.

Die Bildrekonstruktion kann in der in der GB-PS 12 83 915 beschriebenen Weise oder durch Konvulutionsverfahren durchgeführt werden.
In Fig.5 ist ein Patient 31 dargestellt, der auf einer von zwei Teilen 32 und 33 gebildeten Unterlage liegt, und sein Körper wird durch Röntgenstrahlung untersucht, die durch die gestrichelte Linie 34 angedeutet ist. Diese Strahlung wird von einer Quelle 35 erzeugt und verläuft in einem fächer- oder sektorförmigen Feld, dessen Ebene senkrecht zur Papierebene liegt.

Der Bereich des Körpers, der durch die Strahlung untersucht werden soll, ist von einer Flüssigkeit 36 umgeben, beispielsweise von Wasser, deren Absorptionskoeffizient für die Strahlung annähernd gleich dem Absorptionskoeffizienten von Körpergewebe ist. Die Flüssigkeit 36 befindet sich in einem als Hülle dienenden Beutel 37, der in einem ringförmigen Kragen 38 angeordnet ist, der aus Metall, z. B. einer Aluminium-Legierung besteht Der Kragen 38 ist zweiteilig und wird im Betrieb des Gerätes in fester Beziehung zu anderen Teilen des Gerätes gehalten. Die Lagerung des Kragens erlaubt eine Bewegung in Längsrichtung des Patienten sowie einen Versatz in allen Richtungen der Ebene, in der die Strahlung verläuft Somit kann ein bestimmter Querschnitt des Körpers des Patienten durch Längsverschiebung des Kragens 38 ausgewählt werden.

Die den Patienten tragenden Teile 32 und 33 sind so angeordnet, daß sie bc: einer Verlagerung des Kragsr.s 38 im rechten Winkel zur Achse der Längsverschiebung eine gleiche Verlagerung erfahren. Dies kann auf einfache Weise durch entsprechende Verstellung des Trägers 39 erreicht werden. Das Teil 33 ruht mit seinem von dem Kragen 38 abgekehrten Ende auf einer Roue 40. Diese Rolle ist auf einem Achskörper 41 gelagert, um dessen Achse eine Dreh- oder Umlaufbewegung der Röntgenstrahlenquelle 35 erfolgt Die Lagerung des Teils 33 auf der Rolle 40 erlaubt die Verschiebung dieses Teils zusammen mit dem Kragen 38, wenn dieser seitlich bei der Auswahl eines örtlichen Bereiches des zu untersuchenden Körperquerschnitts verlagert wird. Das andere Ende des TeOs 33 ist über ein Scharnier 42 mit dem Kragen 38 verbunden, so daß der Kragen 38 bei der Auswahl des örtlichen Bereichs auch vertikal verlagert

werden kann. Die Möglichkeit, einen bestimmten örtlichen Bereich des Querschnitts auswählen zu können, ist deshalb von Vorteil, weil eine interessierende Stelle dann in dem Bereich der Abtastvorrichtung gebracht werden kann, in dem die Auflösung am größten ist.

Der Körper des Patienten wird, wenn er in seiner Lage in dem Gerät festgelegt ist, von einem Teil 43 umgeben, das zylindrisch ausgebildet ist, und dessen Längsachse mit der Achse des Achskörpers 41 zusammenfällt. Das Teil 43 ist an seinem dem Patienten abgekehrten Ende geschlossen und über ein Lager 44 auf dem Achskörper 41 gelagert. Am anderen Ende ist das Teil 43 offen, so daß dort der Patient eingeführt werden kann, und dieses Ende ist auf Rollen 45 gelagert. Diese Rollen erlauben eine freie Drehung des Teils 43 um seine Achse, die — wie oben erwähnt wurde — die Achse ist, um die die Umlaufbewegung der Röntgenstrahlungsquelle 35 stattfindet. Die Strahlungsquelle 35 ist auf dem Teil 43 mittels einer Halterung 46 befestigt. Unmittelbar gegenüber der Quelle 35 sind am Teil 43 mittels einer Halterung 47 Detektoren 48 angeordnet, die Strahlungsabsorptionsdaten liefern, aus denen die Verteilung der Absorption in einem Teil des Querschnittes oder in dem gesamten Querschnitt des Körpers des Patienten in der Ebene der von der Quelle 35 abgegebenen Strahlung durch Verarbeitung der Daten ermittelt werden kann.

Der Achskörper 41 ist in einem Ständer 49 gelagert, und neben dem Ständer 49 ist auf dem Achskörper 41 ein Spulenkörper 50 angebracht. Der Spulenkörper ist am Ständer 49 befestigt, und auf ihn sind Kabel 51 und 52 aufgewickelt, über die die Absorptionsdaten von den Detektoren 48 zur Datenverarbeitungseinheit und die Stromversorgung zur Röntgenstrahlungsquelle 35 geführt werden. Bei der Umlaufbewegung der Quelle und der Detektoren werden die Kabel auf den Spulenkörper 50 auf- oder von diesem abgewickelt Sie werden dem Spulenkörper über entsprechende Führungen 53 und 54 zugeführt, die an dem Teil 43 angebracht sind. Dieses Teil macht eine halbe, eine oder zwei Umlaufbewegungen und entsprechend werden die Kabel auf den Spulenkörper 50 auf- oder von diesem abgewickelt Die Kabel sind am Spulenkörper befestigt und verlaufen von dort zu den entsprechenden Anschlußeinheiten, nämlich zur Datenverarbeitungseinheit und zu einer Stromversorgungseinheit

F i g. 6 zeigt eine Endansicht des in F i g. 5 dargestellten Gerätes, und die mit dem Bezugszeichen 35,38,43, 45, 46, 47 und 48 bezeichneten Teile sind mit den entsprechend bezeichneten Teilen in F i g. 5 identisch. Die Umlaufbewegung erfolgt um die Achse 60, und 61 ste'ili den Uir.ri5 des Querschnitts des Körpers des Patienten in der Ebene der untersuchenden Strahlung dar. Der Kreis 62, der innerhalb dieses Querschnitts liegt und die Achse 60 als Mittelpunkt hat, bestimmt einen ausgewählten örtlichen Bereich, in dem die Absorptionsverteilung festgestellt werden soIL Die Auswahl dieses örtlichen Bereiches erfolgt, wie oben erläutert wurde, durch geeignete Verschiebung des Körpers in einer Richtung senkrecht zur Umlauf achse, und hierbei handelt es sich — bezogen auf F i g. 6 — primär um eine seitliche Verschiebung. Die Begrenzungen des sektorförmigen, von der Strahlungsquelle 35 ausgehenden Strahlungsquelle sind durch die linien 65 und 66 angedeutet Die Detektoren 48 erstrecken sich über die gesamte Breite des von der Quelle 35 erzeugten Strahlungsfeldes, nämlich vom Strahl 65 an der einen Begrenzung bis zum Strahl 66 an der anderen Begrenzung. Die Detektoranordnung besteht aus einer Gruppe von Detektoren, die Ausgangssignale erzeugen, welche ein Maß für die Durchlässigkeit oder Absorption des Körpers des Patienten in bezug auf die von der Quelle 35 erzeugte und entlang schmaler Strahlenwege

die öffnung des Kragens 38 durchlaufende Strahlung sind.

In F i g. 7 ist wiederum der Kragen 38 und die

ίο Flüssigkeit 36 zur Positionierung des Patienten in dem Gerät in bezug auf das umgebende Teil 43 dargestellt, jedoch in größeren Einzelheiten als in Fig.5. Der Kragen 38 ist aus Festigkeitsgründen an seinen Enden mit Flanschen 70 versehen und bei 71 in zwei Hälften unterteilt, nämlich in eine untere Hälfte 38, und in eine obere Hälfte 382. Diese beiden Hälften werden in ihrer Lage zueinander mit Hiife von nicht dargestellten Stiften, Haken oder dergleichen gehalten. Die Flüssigkeit 36, die — wie schon oben erwähnt wurde — Wasser sein kann, befindet sich wiederum in einem runden Beutel 72, der dem Beutel 37 in F i g. 5 entspricht. Dieser Beutel wird von dem zylindrischen Teil des Kragens 38, der zwischen den mit Flanschen versehenen Enden liegt, positioniert. Innerhalb des Beutels befindet sich der Körper des Patienten in einer zum Mittelpunkt des Teils 43 etwas versetzten Lage, die für die Untersuchung eines spezifischen örtlichen Bereiches ausgewählt wurde.

In Fig.8 ist die obere Hälfte 38₂ des Kragens 38 entfernt und der Beutel 72 liegt offen in der unteren Hälfte 38|, wobei diese Hälfte sich in einer in bezug auf das Teil 43 noch nicht versetzten Lage befindet. Dies ist der Zustand kurz vor Einführung des Patienten in das Gerät Nach der Einführung wird der Beutel 72 um den zu untersuchenden Bereich des Patienten herumgeschlagen, die obere Hälfte des Kragens 38 angebracht und dann der Beutel mit der Flüssigkeit gefüllt, so daß diese den Raum zwischen dem Körper des Patienten und dem Kragen 38 ausfüllt Der Patient wird dann zusammen mit dem Kragen in axialer Richtung des Teils 43 bewegt bis der zu untersuchende Bereich sich unter der Röntgenstrahlungsquelle 35 befindet Patient und Kragen werden dann senkrecht zur Achse des Teils 43, d.h. zur Umlaufachse des Gerätes verlagert, um den gewünschten örtlichen Bereich auszuwählen. Es können zahlreiche Kragen 38 mit jeweils unterschiedlichem Durchmesser bereitgehalten werden, von denen dann derjenige ausgewählt wird, der am besten um den Patienten paßt so daß die geringste Absorption von

so Röntgenstrahlen in der Flüssigkeit auftritt

Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei einem starken Versatz des untersuchten Querschnitts von der Uiliiäüiächsc bestimmte Strahlen dcS Sifählüfigsfächers große Schwankungen der Gesamtabsorption im Verlauf der Umlaufbewegung des Gerätes erfahren. F i g. 9 zeigt Mittel, mit denen dieser Effekt beseitigt werden kann, so daß die Detektoren innerhalb eines begrenzten Erregungsbereiches betrieben werden können.

Die beiden Hälften 38i und 382 des Kragens 38 sind hier in zusammengebautem Zustand dargestellt, aber der Obersicht halber wurde der Wasserbeutel weggelassen. Nach Art von Satteln sind hier aber auf der Außenfläche des Kragens 38 zwei Blöcke 81 und 82 auf einem Material vorgesehen, das für die verwendete Strahlung einen ähnlichen Absorptionskoeffizienten wie Körpergewebe oder Wasser besitzt Diese Blöcke, die ebenfalls aus Acrylglas bestehen können, liegen am Ring auf gegenüberliegenden Seiten an. Abgesehen von der

sattelartigen Ausbildung, die eine gute Anpassung an die Ringform ermöglicht, haben sie im wesentlichen Rechteckform und sind etwa parallel zueinander angeordnet. Die Blöcke 81 und 82 werden mit Hilfe von Zugfedern (eine solche Feder ist in der Zeichnung angedeutet) gegen den Kragen 38 gezogen, jedoch ist die Federspannung nur so groß, daß die Blöcke noch leicht um den ringförmigen Kragen 38 rotieren können. Durch die Blöcke 81 und 82 verlaufen vier parallele Stangen oder Gleiter 83, die parallel zur Umlaufachse des Gerätes liegen. Diese Stangen sind in einem ringförmigen Lagerkörper 84 gelagert, und zwar durch Lager 85, die in zwei in der Ebene des Lagerkörpers 84 verlaufenden Freiheitsgraden bewegbar sind. Der ringförmige Lagerkörper 84 ist innerhalb des Teils 43, das die umlaufende Strahlungsquelle und die Detektormittei trägt, angeordnet und mit diesem fest verbunden. Die Stangen 83 erlauben dem Kragen 38 einerseits eine Verschiebung parallel zur Umlaufachse für die Auswahl einer gewünschten Untersuchungsebene im Körper des Patienten, und andererseits erlaubt die Lagerung der Stangen die Auswahl des örtlichen Bereiches innerhalb des untersuchten Querschnittes, wobei die Lagerung aber so ausgebildet ist, daß die Blöcke im Verlauf der orbitalen Bewegung des Gerätes stets im rechten Winkel zur mittleren Richtung des von der Quelle 35 ausgehenden Strahlungsfächers oder Strahlungssektors liegen, und die Lager 85 erlauben die exzentrische Bewegung der Abtastvorrichtung in bezug auf die Achse des Kragens 38. Bei dieser Bewegung erfährt der Patient einschließlich des Kragens 38 und des Wasserbeutels keine Bewegung oder Drehung. Bei der beschriebenen Anordnung ändert sich unter der Annahme, daß der Zwischenraum zwischen dem Kragen 38 bei Nicht-Vorhandensein des Patienten vollständig mit Wasser gefüllt ist, die Gesamtabsorption entlang der einzelnen Strahlenwege des Strahlenfächers bei der orbitalen Bewegung des Gerätes nicht. Dadurch werden Änderungen der Detektorausgangssignale, die bei der Untersuchung des Patienten auftreten, auf ein Minimum reduziert. Von Vorteil ist dabei auch, daß mit der beschriebenen Anordnung der Kragen 38 für die Positionierung des Patienten in Längs- und Querrichtung verschoben werden kann.

F i g. 10 zeigt eine Ausgleichsmöglichkeit, wenn durch das Einsetzen eines Patienten der Kreisquerschnitt des Kragens 38, in Richtung einer Ellipse verformt wird. Es sei angenommen, daß bei dieser verzerrten Ringform des Kragens 38 die Hauptachse der Ellipse vertikal in der Papierebene liegt Wenn man die Blöcke 811 und 82] in Fig. 10 an der Stelle ihres geringsten Querschnitts ausreichend dünn macht, läßt sich erreichen, daß sie sich unier der Wirkung der Federspannung so weii nachgiebig deformieren, daß sich kein Luftspalt zwischen ihnen und dem Ring ergibt.

F ϊ g. 11 zeigt schematisch ein anderes Prinzip für die Anordnimg des Schwächungsmediums. In Fig. 11 ist wie zuvor das Teil 43 vorgesehen, das das Gerät umgibt, sowie die Röntgenstrahlenquelle 35 und die Detektoren 48. Der Punkt X stellt den Punkt dar, von dem die Strahlung der Quelle 35 ausgeht Der Punkt O gibt die Lage der in Fig.6 dargestellten Achse für die Umlaufbewegung an, die zugleich die Achse für das Teil 43 ist Der Punkt O ist ferner der Mittelpunkt des für die spezielle Untersuchung ausgewählten kreisförmigen Bereiches. Auch in Fi g. 11 ist das Zentrum des Kragens 38, der die Flüssigkeit enthält, welche den Zwischenraum zwischen dem Patienten und dem Kragen ausfüllt, in bezug auf den Punkt O versetzt, was im allgemeinen der Fall ist. Die Linien 65 und 66 sind die Begrenzungen oder die äußeren Strahlen des von der Quelle 35 ausgesendeten Strahlenfeldes.

AB und DCsind gerade Linien, die Linien darstellen, die in der oberen Fläche des Blockes 81 und in der unteren Fläche des Blockes 82 in F i g. 9 von einem zum anderen Ende dieser Blöcke gezogen sind. Die Linie AB schneidet den Strahl 65 im Punkt A und den Strahl 66 im

ίο Punkt B. In gleicher Weise schneidet die Linie DCden Strahl 65 im Punkt D und den Strahl 66 im Punkt C. Unter der Annahme eines orbitalen Radius O-Ystellt der Bereich zwischen dem Gebiet ABCD und der Außenfläche des Kragens 38 den Bereich dar, der bei der Anordnung gemäß Fig.9 vom Schwächungsmedium ausgefüllt wird, so daß bei fehlendem Patienten und unter der Annahme, daß der Bereich innerhalb des Kragens 38 mit einem Medium ausgefüllt ist, das etwa den gleichen Absorptionskoeffizienten wie Körpergewebe besitzt, die Gesamtabsorption aller Strahlen des Slrahlungsfächers mehr oder weniger gleich ist, weil die Weglänge für alle Strahlen durch absorbierendes Medium innerhalb des Bereiches ABCD gleich ist, und hieran ändert sich auch mit der Umlaufbewegung des Radius OX nichts. Dies gilt unter der Voraussetzung, daß der Spalt zwischen den absorbierenden Blöcken 81 und 82 vernachlässigbar ist.

In Fig. 11 verlaufen die geraden Linien PQ und SR wie die Linien AB und DC senkrecht zum orbitalen Radius OX. PQ schneidet den Strahl 65 bei P und den Strahl 66 bei Q, während SR den Strahl 65 bei 5 und den Strahl 66 bei R schneidet. Ferner sind PQ und SR so angeordnet, daß die Figur PQRS der Figur ABCD geometrisch ähnlich ist. Wenn unter diesen Umständen der Bereich innerhalb der Figur PQRS mit einem absorbierenden Material mit geeignetem Absorptionskoeffizienten für die Strahlung der Quelle 35 gefüllt würde, und wenn eine durch den Kreis 38i bestimmte kreisförmige Ausnehmung in dem Bereich gebildet würde, so daß der verbleibende absorbierende Bereich dem Bereich innerhalb des Umrisses ABCD geometrisch ähnlich wäre, würde in dem Kragen 38 keine Absorption auftreten, da die Absorption der durch den Bereich PQRS verlaufenden Strahlung identisch mit der Strahlung sein würde, die durch die Absorptionskompensationsblöcke 81 und 82 in Fig.9, diese gerade berührend, verlaufen. In Verfolgung dieser Technik braucht das Absorptionskompensationsmaterial den Kragen nicht zu umgeben, sondern es kann vollständig

so an der einen Seite des Kragens angeordnet werden, so daß die Absorptionskompensation eintritt, bevor die Strahlung auf den Patienten trifft Wenn die Kompensalion innerhalb des Unü

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kann sie durch eine zusätzliche Kompensation in einem weiteren geometrisch ähnlichen Absorptionsbereich ergänzt werden, der noch weiter in Richtung auf die Quelle 35 verschoben ist

Es sei bemerkt, daß im Verlauf der orbitalen Drehung der Bereich ABCD sich auf den Punkt *der Quelle 35 za und wieder von ihr fort bewegen muß, da die Achse O exzentrisch zur Achse des Kragens 38 liegt Geometri sche Ähnlichkeit des Bereiches PQRS mit dem Bereich ABCD während der Rotation kann daher nur aufrechterhalten werden, wenn dafür gesorgt wird, daß der Bereich PQRS im Verhältnis seines Abstandes vom Punkt X eine gleiche Bewegung wie ABCD erfährt Fig. 12 zeigt eine praktische Lösung, wie diese proportionale Bewegung erreicht werden kann.

Auch in dieser Figur ist wieder das umgebende Teil 43 vorgesehen, und O stellt den Ort der Umlaufachse dar. Mit 35 ist wieder die Röntgenstrahlungsquelle bezeichnet, wobei X den Punkt darstellt, der als Ausgangspunkt der Strahlung betrachtet wird. Der gegenüber der Umlauf achse O versetzte Punkt O' stellt die Achse des ringförmigen Kragens 38 dar. Ein mit einer Ausnehmung versehener Block 90 aus absorbierendem Material entspricht dem mit einer öffnung versehenen absorbierenden Bereich PQRS in Fig. 11, wobei der Block 90 eine größere Seitenausdehnung als der Bereich PQRS hat, damit das gesamte Strahlungsfeld, das vom Punkt X der Quelle 35 ausgeht, stets durch den Block 90 verläuft, und zwar unabhängig davon, in welcher Richtung der Umlaufradius OX im Verlauf der orbitalen Bewegung gerade liegt Abgesehen von den seitlichen Abmessungen entspricht der Block 90 im wesentlichen dem absorbierenden Bereich innerhalb des Umrisses PQRS in Fig. 11. Es stehen daher die Unterseite und Oberseite des Blocks 90 stets im rechten Winkel zum Umlaufradius OX, während das Zentrum der Öffnung des Blockes stets auf der geraden Linie liegt, die den Punkt O' mit dem Punkt X verbindet, wobei das Zentrum der öffnung die Linie O'X stets im gleichen Verhältnis teilt

Der Zustand, daß die Unterseite und Oberseite des Blockes 90 senkrecht zum Umlaufradius OX bleiben, kann durch eine Schiebevorrichtung sichergestellt werden, die eine Bewegung des Blockes in Richtung der Umlauf achse OX erlaubt die die Bewegung des Blockes seitlich zur Umlaufachse jedoch nicht behindert Um sicherzustellen, daß die erforderliche Bewegung des Blocks so erfolgt daß die Verbindung O'X vom Mittelpunkt der Ausnehmung stets im selben Verhältnis geteilt ist, ist ein gestrichelt dargestellter Scherenmechanismus 92 zwischen dem Flansch 70 des Kragens 38 sowie einer quer zur Papierebene durch den Punkt X der Strahlungsquelle verlaufenden Achse vorgesehen. Das mit dem Flansch 70 verbundene Ende des Scherenmechanismus 92 ist am Flansch an einer Stelle befestigt, die auf der Linie O'X liegt Der Block 90 ist drehbar mit dem Kreuzungspunkt 93 des Scherenmechanismus nahe der Oberseite des Blocks befestigt. Diese Verbindung des Kreuzungspunktes 93 mit dem Block kann über einen zwischengeschalteten Rahmen (nicht dargestellt) erfolgen, der den Block 90 hält F i g. 12 zeigt einen weiteren Block 91, der dem Block 90 ähnlich ist und zur Vervollständigung der Kompensationswirkung des Blockes 90 verwendet wird, wenn diese Kompensation noch nicht voll ausreicht Der Block 91 ist mit dem Scherenmechanismus 92 in gleicher Weise wie der Block 90 verbunden.

F i g. 13 zeigt eine Weiterentwicklung der anhand von Fig. 12 beschriebenen Vorrichtung. In Fig. 13 stellt wiederum O die Achse der orbitalen Drehung und Xden Punkt dar, von dem die Strahlung der Quelle 35 ausgeht, und O' ist der Ort der Achse des ringföimigen Kragens 38, wie zuvor. Anstelle des Absorptionskompensationsbereiches, der in Fig. 11 durch die Fläche PQRS gegeben ist, ist hier ein Absorptionskompensationsbereich P'Q'R'S' vorgesehen. Die Wirkung der Ausnehmung im Bereich P'Q'R'S'wird wie bei der in Fig. 13 dargestellten Anordnung durch eine Einschnürung erzielt. Die Form dieser Einschnürung ist so, daß jeder Strahl, der den Bereich P'Q'R'S' passiert, die gleiche Absorption erfährt, als wenn er durch mit einer Ausnehmung versehenen Bereich PQRS in F i g. 11 laufen würde.

Wenn ein Bereich aus absorbierendem Material mit der Konfiguration P'Q'R'S' in der Praxis verwendet werden soll, dann ist es notwendig, Vorsorge für die Bewegung des Bereiches auf die Quelle zu und von dieser weg bei der orbitalen Drehung zu treffen. Dies kann wiederum wie bei der Anordnung von F i g. 12 mit einem Scherenmechanismus bewirkt werden, jedoch zeigt F i g. 14 eine andere und bevorzugte Lösung. In dieser Figur haben die Buchstaben O, X, O' und die Bezugsziffer 38 die gleiche Bedeutung wie in Fig. 13. Der Block 100 aus absorbierendem Material entspricht dem absorbierenden Bereich P'Q'R'S'ln F i g. 13 und ist symmetrisch zu einer Achse, die durch den Punkt X der Quelle 35 verläuft Die Seiten des Blockes 100 sind mit länglichen Teilen 101 und 102 verbunden, die an ihrem einen Ende durch einen Stift 103 festgelegt sind, dessen Achse senkrecht zur Papierebene und durch den Punkt X verläuft In den Teilen 101 und 102 ist jeweils ein Schlitz 104,105 vorgesehen, in den der Stift eingreift so daß sich beide Teile frei in ihrer Längsrichtung in bezug auf den Stift 103 bewegen können. In der Nähe ihres anderen Endes lagern die Teile 101 und 102 auf einer Trommeloberfläche 70', die als eine Verlängerung des Flansches 70 der ringförmigen Halterung 38 angesehen werden kann, jedoch hat die Trommeloberfläche 70' einen beträchtlich größeren Durchmesser als der Flansch 70. Die Teile 101 und 102 werden mittels nicht dargestellter Spannfedern gegen die Trommeloberfläche 70 gedrückt Bei der orbitalen Drehung bewegt sich der Block 100 aus absorbierendem Material in der erforderlichen Weise auf die Quelle 35 zu oder von dieser weg. Da sich jedoch der Winkel zwischen den Teilen 101 und 102 bei der orbitalen Bewegung ändert, muß der Block 100 aus flexiblem Material bestehen. Die erforderliche Nachgiebigkeit wird durch das Vorhandensein der Einschnürung in dem Block unterstützt Die Nachgiebigkeit des Blockes 100 unterstützt ferner die Übereinstimmung der guten Genauigkeit mit der Absorption der Strahlen, die durch den mit einer Ausnehmung versehenen Block PQRS in F i g. 11 verlaufen, und zwar unabhängig von den Änderungen der Lage des Blockes innerhalb des vom Punkt X ausgesendeten Strahlungsfeldes, wenn die orbitale Bewegung stattfindet

Die in Fig. 15 dargestellte Anordnung enthält eine Strahlungsquelle 121, die einen Strahl 122 erzeugt. Der Strahlungsquelle 121 gegenüberliegend ist eine auf die Strahlung ansprechende Detektoranordnung 123 angeordnet Die Detektoranordnung besteht vorzugsweise aus einem Natriumjodid- oder Caesiumjodid-Detektor, der optisch mit einer entsprechenden Fotovervielfacherröhre gekoppelt ist (nicht dargestellt). Die Fotovervielfacherröhre erzeugt Ausgangssignale, die ein Maß der Absorption sind, die die Strahlung von der Quelle 120 beim Durchlaufen eines Körpers (nicht dargestellt) erfährt, der in einem zylindrischen, zur Positionierung dienenden Kragen 124 angeordnet ist. Zur Bildung des erwähnten Strahls ist die Detektoranordnung 123 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Kollimator versehen.

Die Quelle 121 und die Detektoranordnung 123 sind linear in Kanälen 125 und 126 relativ zum Kragen 124 bewegbar, so daß eine laterale Abtastung der Strahlung in einer interessierenden Ebene des im Kragen 124 befindlichen Körpers bewirkt wird.

Zwischen der Quelle 121 und dem Kragen 124 einerseits und zwischen dem Kragen 124 und der Detektoranordnung 123 andererseits sind Schwä-

chungsglieder 127 und 128 aus Acrylglas vorgesehen. Die Funktion der Glieder 127 und 128 besteht in Verbindung mit zwei weiteren Schwächungsgliedern

129 und 130, aus dem gleichen Material darin, daß die Strahlung von der Quelle 121 eine nahezu konstante s Absorption oder Dämpfung erfahrt, wenn die laterale Abtastung erfolgt und der Kragen 124 durch eine nicht dargestellte homogene Scheibe aus dem gleichen Material wie die Schwächungsglieder ersetzt ist Die Teile 127, 128, 129 und 130 bilden somit ein Schwächungsmedium. Hierdurch wird sichergestellt, daß bei der Abtastung des in dem Gerät befindlichen Körpers Schwankungen der Absorption, die durch Schwankungen in den Ausgangssignalen der Fotovervielfacher dargestellt werden, Schwankungen innerhalb is des Körpers zugeschrieben werden können. Unter gewissen Umständen — was nachfolgend noch erläutert wird — ist es nicht möglich, die Absorption bei eingesetzter homogener Scheibe bei der lateralen Abtastung vollständig konstant zu halten, und unter diesen Umständen wird ein Computer, der die Ausgangssignale verarbeitet, so programmiert, daß Schwankungen der Absorption, die nicht vom Körper stammen, bei der Auswertung und Verarbeitung der Ausgangssignale bei im Gerät befindlichen Körper berücksichtigt werden.

Die Quelle 121, die Detektoranordnung 123 und die kompensierenden Schwächungsglieder 127 bis 130 rotieren relativ zu dem Kragen 124, und sie sind in einem gemeinsamen Rahmen 133 gelagert, der zu einem (üblicherweise schrittweisen) Umlauf um eine Achse veranlaßt wird, die senkrecht zur Ebene des Strahls 122 durch den Körper verläuft

Die Teile Ϊ29 und 130 haben etwa die Form gleichschenkliger Dreiecke mit konkaven Grundlinien, wobei die konkaven Grundlinien so gekrümmt sind, daß sie auf die äußere Zylinderfläche des Kragens 124 passen. Die Teile 129 und 130 werden nachgiebig gegen den Kragen 124 gedrückt, was schematisch durch zwei Druckfedern 131 und 132 angedeutet ist Es hat sich gezeigt, daß das Kunststoffmaterial der Teile 129 und

130 leicht auf der Oberfläche des Kragens 124 gleitet, die aus Aluminium besteht, ohne daß spezielle Lagerflächen erforderlich sind.

Ein besonderer Vorteil des in Fig. 15 dargestellten Gerätes besteht darin, daß eine Anpassung an unterschiedliche Körperabmessungen möglich ist, ohne daß die Quelle 121, die Detektoranordnung 123, der Rahmen 133 oder die größeren Schwächungsglieder 127 und 120 bewegt werden müssen. Es ist lediglich ao erforderlich, die kleineren Kompensationsglieder 129 und 130 zusammen mit den zugehörigen Gliedern zu entfernen und den Kragen 124 axial herauszuziehen. Wenn dann ein wesentlich kleinerer Körper in dem Gerät untersucht werden soll, dann werden — wie in Fig. 16 dargestellt — der Kragen 124 durch einen entsprechenden kleineren Kragen 124' sowie die Teile 129 und 130 durch entsprechend kleinere Teile *" "** 13O* ersetzt, und es werden längere Federn 132* und 133' vorgesehen.

In F i g. 16 wie auch in F i g. 15 ist der Strahl 122 in der linken Endstellung der lateralen Abtastbewegung dargestellt, um anzuzeigen, daß ein Oberhub bei der lateralen Abtastbewegung vorgesehen ist, der eine Anordnung der Quelle und der Detektoranordnung 123 vollständig außerhalb des Kragens 124 oder 124' für Eichzwecke erlaubt Aus F i g. 16 ist ersichtlich, daß die senden Seiten der Teile 129' und 130' ebenso wie die geraden Seiten der Teile 129 und 130 in F i g. 15 parallel zu den geneigten Flächen der Teile 127 und 128 liegen. Die kleinen gekrümmten Bereiche der Teile 127 und 128 sind so bemessen, daß sie der Krümmung der Außenfläche des Kragens 124 entsprechen, die einen Behälter für einen Körper mit Durchschnittsgröße darstellt, so daß bei Verwendung eines kleineren Kragens (wie 124') oder eines größeren Kragens geringe Änderungen in der Absorption in der Mitte der translatorischen Abtastbewegung infolge der geringfügigen Fehlanpassung der Krümmung zwischen dem Kragen und den gekrümmten Bereichen der Teile 127 und 128 auftreten. Solche Änderungen können jedoch in der zuvor beschriebenen Weise durch entsprechende Programmierung des Rechners kompensiert werden.

Obwohl im Betrieb des Gerätes der Kragen 124 fest in bezug auf die Abtastvorrichtung ist, kann auch der Fall eintreten, daß sich der Kragen nicht genau in der Mitte zwischen den beiden Gliedern 127 und 128 befindet, und in diesem Falle sorgen die Oberhubstellungen an der linken und rechten Seite der Vorrichtung für die Erzeugung einer Information, die dieses anzeigt, und die so gewonnene Information kann dazu verwendet werden, den Rechner so vorzuprogrammieren, daß die vom Zentrum abweichende Lage kompensiert wird.

Wenn beispielsweise in Fig. 16 der Kragen aus der dargestellten zentralen Lage nach links verlagert wird, dann nehmen die Überhubwerte des vollständig links vom Kragen 124 befindlichen Strahls 122 Absorptionswerte an, die höher sind als sie sein sollten, weil das Glied 129 nach links verlagert ist, während die Überhubwerte bei vollständig rechts vom Kragen 124 befindlichem Strahl Absorptionswerte ergeben, die kleiner sind als sie sein sollten, weil das Glied 130 nach links verlagert worden ist Diese Oberhubwerte werden in den Rechner eingegeben, der linear zwischen ihnen extrapoliert und eine Kompensation für jeden Punkt der lateralen Abtastung bewirkt

Bei einer in Fig. 17 dargestellten zweckmäßigen Ausführungsform besteht der Kragen 124 aus zwei halbzylindrischen Teilen, von denen nur das eine Teil 134 dargestellt ist Diese Teile bestehen aus Aluminium mit einer Dicke von 0,5 nun, und an diese Teile schließen sich an den Enden Randteile 135 und 136 mit einer Dicke von 13 mm an. Die axiale Ausdehnung der Randteile beträgt 6,4 mm. In das Teil 134 wird ein Beutel 137 eingelegt, der entweder leer ist oder ein wenig Wasser enthält Dann wird der Patient so auf das Teil 134 gelegt, daß der zu untersuchende Körperteil sich fiber dem Beutel 137 befindet Die freien Enden des Beutels, die außen über das Teil 134 herunterhängen, werden dann um den Patienten gewickelt, so daß sich ihre Enden überlappen, und der zweite zylindrische Teil des Kragens 124 wird auf das Teil 134 so aufgelegt, daß entsprechende Teile aneinanderliegen, und durch geeignete Mittel festgelegt

Dann wird Wasser in den Beutel 137 gepumpt, bis dieser stramm um den Körper des Patienten liegt, so daß Luft aus dem interessierenden Bereich, d.h. den Bereich rund um den Patienten, der von der Ebene der Strahlen geschnitten wird, verdrängt wird.

Das oben beschriebene Verfahren kann zur Untersu-' chung vieler Körperteile eines Patienten verwendet werden. Wenn jedoch eine durch die Lungen verlaufende Ebene untersucht werden soll, enthalten große Bereiche der Ebene Luft und es hat sich daher als unnötig erwiesen, den Körper mit Wasser zu umgeben, da dieses dazu dient Diskontinuitäten der Absorption

zu vermindern, die die Strahlung auf ihrem Weg von der Quelle zu der Detektoranordnung erfährt. Die Körperpositionierungsvorrichtung kann unter diesen Umständen auch entfallen, und zwei speziell geformte Teile 138, von denen eines in Fig. 18 dargestellt ist, dienen als Ersatz für die Glieder 127 und 128 in F i g. 15 und 16. Die Form der Teile 138 ist so gewählt, daß bei der Untersuchung einer Ebene durch die Lungen der Tatsache Rechnung getragen wird, daß zwei große Bereiche mit Luft normalerweise von einem durchgehenden Bereich aus Körpergewebe getrennt sind, in dem sich das Herz befindet Daher ist im mittleren Bereich die Dicke der Teile 138 vermindert, im Vergleich zur Dicke in Bereichen, die über den großen Luftzonen liegen, so daß Schwankungen der Absorption bei der lateralen Abtastung auf ein Minimum gebracht werden und die Auflösung des Gerätes verbessert wird. Wenn durch die Lungen verlaufende Ebenen untersucht

werden, wird der Bezugspegel des Gerätes so gewählt, daß er der Absorption von Luft entspricht, während bei der Untersuchung anderer Ebenen des Körpers der Bezugspegel so gewählt wird, daß er der Absorption von Körpergewebe entspricht — d.h. annähernd der Absorption von Wasser.

Es sei abschließend bemerkt, daß die Erfindung bei zahlreichen Geräten und unterschiedlichen Stralilabtastsystemen anwendbar ist Auch kann an Stelle einer einzelnen Ebene gleichzeitig eine Abtastung in benachbarten parallelen Ebenen unter Verwendung derselben Strahlungsquelle und desselben Schwächungsmediums erfolgen. Hinsichtlich der Auswahl des Schwächungsmediums sollte im Interesse einer hohen Genauigkeit darauf geachtet werden, daß das Schwächungsmedium nicht über Gebühr das Frequenzspektrum der durchdringenden Strahlung stört Absorbierende Medien aus Wasser oder anderen Kunststoffen sind geeignet

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Gerät zur Untersuchung eines Körperteils mittels durchdringender Strahlung, insbesondere s Röntgen- oder Gammastrahlung, mit einer Strahlungsquelle, mit einer Aufnahmevorrichtung für den zu untersuchenden Körperteil, der von einem Wasser enthaltenden Beutel umgeben ist, mit einer auf die Strahlung ansprechenden Detektoranordnung, und mit einer Abtastvorrichtung, die um eine durch den Körperteil verlaufende Achse drehbar ist, wobei die Quelle sowie die Detektoranordnung so angeordnet sind, daß Strahlung von der Quelle durch den Körperteil zu der Detektoranordnung aus zahlrei- is chen Ricktungen, die in einer senkrecht zur Drehachse liegenden Ebene verlaufen, geschickt werden kann, und wobei mit der Abtastvorrichtung ein unterschiedliche Strahlweglängen durch den Körper kompensierendes Schwächungsmedium um den Körper umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung einen den Körperteil (2) in dem der Strahlung ausgesetzten Bereich umschließenden Kragen (3,38,124) enthält, daß der Kragen aus zu öffnenden oder voneinander trennbaren Teilen (4,5; 38i, 382; 134) zur Einfahrung des Körpers unter Zwischenfügung des deformierbaren Beutels (1, 37, 72, 137) besteht, und daß Haltemittel (20,15; 81,82; 81', 82¹; 92; 101,102) für den Kragen (3,38,124) sowie für das Schwächungsmedium (13,81,82,90,91,100,127 -130) vorhanden sind, die einerseits den Kragen als ganzes während der Abtastung in fester Lage halten und die andererseits eine konzentrische Drehung des Schwächungsmediums um den Kragen bewirken.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (3) aus einem Ring und das Schwächungsmedium aus einem selbsttragenden Körper (13), der mit der Außenfläche des Ringes in Berührung steht und um diese bei Drehung der Abtastvorrichtung (35, 48) mit der Abtastvorrichtung herumläuft, besteht

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der selbsttragende Körper (13) an dem Kragen (3) lösbar befestigt ist

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwächungsmedium aus zwei sattelförmigen Blöcken (81, 82) besteht deren Sattelabmessungen an den Kragen (38) angepaßt sind und die so angeordnet sind, daß so einer zwischen der Strahlungsquelle (35) und dem Kragen (38) und der andere zwischen dem Kragen (38) und der Detektoranordnung (14) liegt wobei die Oberfläche des ersten Blockes, in die die Strahlung eintritt, zur Oberfläche des zweiten Blockes, aus der die Strahlung austritt parallel ist

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sattelförmigen Blöcke (81, 82) durch Federkraft mit der Außenfläche des Kragens (38) in Kontakt gehalten werden.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die sattelförmigen Blöcke (81, 82) wenigstens teilweise so flexibel sind, daß sie sich eng an den Kragen (38) anlegen können.

7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprflehe, dadurch gekennzeichnet daß es eine Vorrichtung (85) zur Einstellung der Achse des Kragens (38) derart aufweist, daß die Achse gegenüber der Rotationsachse der Abtastvorrichtung versetzbar ist

8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Schwächungsmedium (91, 92, 100) vollständig auf der der Strahlungsquelle (35) zugewandten Seite des Kragens (38) angeordnet ist

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß das Schwächungsmedium aus mindestens einem Element (90,91,100) besteht das geometrisch ähnlich oder geometrisch äquivalent zu einem Schv/ächungsmedium ausgebildet ist das die Ausnehmung (11) beiderseitig umgeben würde.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß die Halterung des bzw. der Schwächungsmedien so ausgebildet ist daß bei exzentrischer Anordnung des Mittelpunktes O' des Kragens (38) zum Mittelpunkt (O) der Drehung der Strahlungsquelle (X) und der Detektoren (48), das bzw. die Schwächungsmedien bei der orbitalen Bewegung eine die Exzentrizität kompensierende Bewegung in Richtung des Radius (XO) zwischen der Strahlungsquelle (X) und dem Mittelpunkt (O) der orbitalen Drehbewegung erfahren.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung für das bzw. die Schwächungsmedien (90,91) aus einer Scherenkonstrukrion (92) besteht deren Enden am Kragen (38) einerseits und am Zentrum der Strahlungsquelle (X) andererseits angreifen und deren Gelenkpunkte an dem bzw. an den Schwächungsmedien (90, 91) angelenkt sind.

12. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß die Nachbildung der Ausnehmung des Kragens (38) durch eine Einschnürung des Schwächungsmediums (100) gebildet ist

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß die Halterung aus zwei Stangen (101, 102) besteht die zwischen sich das Schwächungsmedium (100) einschließen und im Bereich der Strahlungsquelle (X) schwenkbar so gelagert sind, daß sie mittels Federkraft an dem Kragen (38) anliegen, und daß die Stangen im Bereich ihres Drehlagers (x) mit Längsschlitzen (104, 105) versehen sind, die die erforderliche Kompensationsbewegung zulassen.