DE2442009A1

DE2442009A1 - Geraet zur untersuchung eines koerpers mittels durchdringender strahlung

Info

Publication number: DE2442009A1
Application number: DE2442009A
Authority: DE
Inventors: Godfrey Newbold Hounsfield
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1973-08-31
Filing date: 1974-08-31
Publication date: 1975-04-03
Also published as: SU707505A3; JPS5411235B2; NL7411418A; MY7800138A; JPS5076998A; DE2442009C3; DE2442009B2; HK8078A; FR2242835A1; NL178390C; US3946234A; FR2242835B1; CA996283A; GB1478124A

Description

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

EMI LIMITED loo/447

Gerät zur UnteraueLung eines Körpers mittels durchdringender Strahlung

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Untersuchung eines Körpers mittels durchdringender Strahlung, z.B. Röntgen- oder ^-Strahlung, mit einer Strahlungsquelle zur Bestrahlung des Körpers, mit Detektormitteln zur Feststellung der Strahlung nach Durchdringung des Körpers, mit Mitteln zur Bewegung der Quelle und der Detektormittel um den Körper, um einen ebenen Bereich des Körpers aus mehreren verschiedenen Richtungen zu bestrahlen, und mit Mitteln zur lateralen Bewegung der Quelle und der Detektormittel in der Ebene, um mit der Strahlung den ebenen Bereich abzutasten.

5098U/07B2

Ein Gerät dieser Art ist in der GB-PS 1 283 915 beschrieben, und bei diesem Ausführungsbeispiel besteht das Gerät aus einem Abtastrahmen, in dem eine Strahlungsquelle für Röntgenstrahlen und Detektormittel an einer Öffnung, in die der Körper eines Patienten eingeführt werden kann, einander gegenüberliegen. Die Strahlungsquelle und die Detektormittel können eine laterale Abtastbewegung durchführen, so daß die Strahlung, auf die die Detektormittel ansprechen, den ebenen Bereich des Körpers, der untersucht werden soll, lateral durchquert. Ferner kann der Abtastrahmen um eine kleine Winkelschritte orbital bewegt werden. Somit können von den Detektormitteln Ausgangesignale abgeleitet werden, die die Durchlässigkeit oder Absorption des Körperabschnittes für die Strahlung der Quelle entlang einer Anzahl eng benachbarter paralleler Strahlenwege darstellen, wobei eine Gruppe solcher Signale jeweils, nach jedem Winkelschritt der orbitalen Bewegung abgeleitet wird. Von den zahlreichen so gewonnenen Gruppen von Ausgangseignalen wird eine Darstellung der unterschiedlichen Durchlässigkeit oder Absorption in dem untersuchten ebenen Körperabschnitt rekonstruiert. '

Bei dem in der erwähnten GB-PS beschriebenen Gerät ist die für die Abtastung benötigte Zeit verhältnismäßig lang, da die laterale Abtastung so langsam erfolgen muß, daß eine ausreichende Photonenzählung für jeden der eng benachbarten parallelen Strahlenwege erfolgen kann. Dies hat aber den Nachteil, daß die gewonnenen Ergebnisse teilweise duroh die Bewegung der Organe des Patienten verfälscht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die Abtastzeit verkürzt und damit der Einfluß von Bewegungen der Organe des Patienten weitgehend ausgeschaltet werden kann.

509814/0752

_mm ^t ^_-

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch, gelöst, daß die Detektormittel aus mehreren Detektoren "bestehen, die Ausgangssignale erzeugen, die jeweils auf die unter verschiedenem Winkel innerhalb eines von der Quelle ausgehenden Strahlungssektors auftreffende . Strahlung "bezogen sind, und daß die den Umlauf bewirkenden Mittel so ausgelegt sind, daß die Quelle und die Detektormittel um ein Winkelmaß bewegt werden, das dem Winkel, den der Sektor einnimmt, Rechnung trägt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Pig. 1 eine schematische Darstellung des er

findungsgemäßen Abtastgeräts,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der zur Verar

beitung der Ausgangssignale dienenden Schaltung,

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform des

des Abtastmechanismus und

Fig. 4 . einen Teil der Anordnung aus

Fig. 3.

509814/0752

Gemäß Fig. 1 enthält das Gerät einen drehbaren Körper 1, der innerhalb eines feststehenden Gehäuses 2 drehbar ist. Der drehbare Körper hat eine mittlere Öffnung 3, in die der Körper des zu untersuchenden Patienten eingeführt werden kann, der beispielsweise auf einer Unterlage 4 ruht. Der Körper des Patienten wird durch die Umrißlinie 5 dargestellt. Zur Lokalisierung des Patienten dienen Haltemittel in Form eines zweistückigen Kragens 6a, 6b, und zwischen dem Kragen und dem Patienten wird ein Wasserbeutel 7 oder ein anderes absorbierendes Material eingefügt, um einen Luftspalt zu vermeiden.

Ein von einem Zahnrad 8 angetriebener Motor 9 treibt den drehbaren Körper so an, daß eine orbitale Abtastung des Patienten um die Achse des drehbaren Körpers 1 erzeugt wird. Das Zahnrad 8 ist mit Zähnen in Eingriff, die am inneren Umfang Io des Gehäuses 2 angebracht sind. Auf dem drehbaren Körper befindet sich eine Quelle 11, die durchdringende Strahlung - im vorliegenden Beispiel Röntgenstrahlung erzeugt, und der Quelle 11 gegenüber ist eine Bank von Detektoren 12_lf. 12₂ ... 12_n vorgesehen. Die Detektoren, die jeweils aus einem Szintillator und einem Fotovervielfacher bestehen, haben ihre eigenen Kollimatoren 13^, 13₂ ··· U_n* Die Strahlungsquelle bildet eine Punktquelle und hat einen Kollimator 24, der die austretende Strahlung in einen Sektor mit einem Öffnungswinkel von lo° formt, wobei der Sektor in einer Ebene liegt, die senkrecht zur Achse des drehbaren Körpers 1 verläuft. Die Kollimatoren 13 sind in der dargestellten Weise geneigt und entsprechen insgesamt dem Öffnungswinkel von Io° am Ausgangspunkt der Strahlung. In der Bank 12 können beispielsweise 3o Detektoren vorgesehen sein, und es ist dann eine entsprechende Anzahl von Kollimatoren 13 vorhanden, die zueinander unter einem Winkel von 1/3°

5098U/0752

geneigt sind. Um die Detektoren in einem verhältnismäßig "begrenzten Bereich unterbringen zu können, kann eine Anordnung verwendet werden, die in der älteren Patentanmeldung P 24 39 847.8 beschrieben ist.

Die Quelle 11 ist an einem Zahnriemen 14 befestigt, der von einer gezahnten Antriebswelle 15 angetrieben wird, die im drehbaren Körper 1 gelagert ist, wobei sich der Riemen zwischen der Welle 15 und einer ebenfalls im Körper 1 drehbar gelagerten, nicht angetriebenen Welle 16 erstreckt· Die Welle 15 wird von einem reversiblen Motor (nicht dargestellt) angetrieben, dessen Steuerung mit der Steuerung des Motors 9 verknüpft ist. Wegen des Gewichts der Quelle 6 ist ein Gegengewicht 17 am Riemen 14 befestigt, das sich mit der Quelle hin- und herbewegt. Der Detektor 12 und die Kollimatoren 13 sind in am drehbaren Körper befestigten Führungen 18 bewegbar, und die Führungen verlaufen parallel zu den Längstrums des Riemens. Auch die Quelle 11 läuft auf Führungen. Die Detektoren 12 und die Kollimatoren 13 sind ferner mit der Quelle 11 über ein Joch 19 gekuppelt. Im Betrieb des Gerätes wird der Riemen 14 durch den von der Welle 15 angetriebenen reversiblen Motor hin- und herbewegt, so daß die Strahlung der Quelle 11 eine Querschnittsebene des Körpers des Patienten allmählich seitlioh durchquert. Sie Detektoren und. Kollimatoren folgen dieser Abtastbewegung,. so daß bei jeder lateralen Abtastung von den 3o Detektoren. Ausgangesignale abgeleitet werden, die die Durchlässigkeit oder die Absorption von 3o parallelen Strahlengruppen auf ihrem Weg durch den untersuchten Körperquersohnitt darstellen.

Bei dem in der erwähnten britisohen Patentschrift beschriebenen Gerät wird nur ein einzelner Detektor verwendet, und i

i nach jeder lateralen Abtastung erfolgt eine orbitale Bewegung -

5098U/0752

um einen Winkelbetrag, um den die benachbarten Strahlengruppen voneinander abweichen sollen. Dies wird wiederholt, bis die Quelle und der Detektor beispielsweise 18o° durchlaufen haben. Durch Verwendung von 3o Detektoren bei dem erfindungsgemäßen Gerät werden Strahlengruppen erzeugt, als wären 3o orbitale Bewegungen erfolgt, im vorliegenden Beispiel von jeweils l/3°f weil die Detektoren so geneigt sind. Somit braucht die laterale Abtastung nur in Intervallen von lo° wiederholt zu werden. Diese lo°-Bewegung wird durch den-Motor 9 bewirkt, bevor die nächste laterale Abtastung weitere Gruppen von 3o Ausgangssignalen erzeugt. Diese nächste Abtastung erfolgt im umgekehrten Sinne wie die vorherige Abtastung. Eine sohematisch durch den Block 2o dargestellte FotoZellenvorrichtung dient zur Überwachung der lateralen Abtastbewegungen. Somit kann eine orbitale Abtastung um 18o° bereits mit 18 Stufen hergestellt werden, anstelle von Stufen, die man benötigen würde, um parallele Strahlengruppen mit einem Abstand von 1/3° unter Verwendung nur eines einzigen Detektors zu erzeugen. Die Abtastgeschwindigkeit kann daher verhältnismäßig groß sein. Im Bedarfsfall kann eine weitere Abtastung über 18o° erfolgen, nachdem die Detektoren und Kollimatoren 13 seitlich versetzt worden sind, wie in der älteren Anmeldung F 24 34 224.3 beschrieben. Stattdessen kann eine solohe seitliche Verschiebung auch nach jeder lateralen Abtastung erfolgen, wobei dann ein orbitaler Bewegungsschritt erst nach zwei Abtastungen erfolgt. Dann würde man für jede orbitale Position zwei versetzte laterale Abtastungen erhalten. Bei Anwendung dieser Maßnahmen kann die Zahl der Detektoren 12 und Kollimatoren 13 verringert und der Winkel zwischen benachbarten Kollimatoren verdoppelt werden.

Die Verwendung einer größeren Zahl von Detektoren ergibt jedoch ein weiteres Problem. Der Detektor besteht üblicher-

5098U/0752

weise aus einem Szintillator, der den Photonen ausgesetzt ist, die auf dem Strahlenweg zu dem hierauf ansprechenden Detektor übertragen werden. Der Szintillator setzt die Röntgenstrahlen- oder^-Strahlen-Photonen in sichtbare liehtimpulse um, und der Detektor enthält auch eine Fotovervielfacherröhre zur Erzeugung eines Ausgangesignals, das ein Maß für die Zahl der auf den Szintillator auftreffenden Photonen ist. In der Praxis hat sich aber gezeigt, daß die Empfindlichkeit eines Detektors während der für die Abtastung benötigten Zeit einer Drift unterworfen ist. Wenn mehrere Detektoren verwendet werden, kann eine unterschiedliche Drift auftreten. Diese Effekte, die nennenswerte Fehlersignale zur Polge haben können, lassen sich mit den nachfolgend .beschriebenen Mitteln abschwächen.

Gemäß *"ig. 1 sind zwei Dämpfungsblöcke 21 und 22 rund um den Kragen 6a, 6b angeordnet. Diese Blöcke können aus Perspex bestehen, das für Röntgenstrahlen einen ähnlichen Absorptionskoeffizienten hat wie Körpergewebe. Die Blöcke sind so ausgeschnitten, daß sie der Rundung des Kragens angepaßt sind; da sie jedoch am rotierenden Körper !befestigt sind, müssen sie frei um den Kragen drehbar sein. Sie werden durch nicht dargestellte Mittel in ihrer Lage gehalten. Es sei bemerkt, daß der Kragen nicht genau zentral liegen muß, jedoch müssen die Blöcke um ihn drehbar sein. Die Blöcke haben auota. eine seitliche Ausdehnung, damit eine Überwachung stattfinden kann. Ein Bleiblook 23 ist oberhalb des Perspex-Blookes 21 nahe einer Seite so angeordnet, daß der von den Kollimatoren 24 ausgehende Sektor der Röntgenstrahlen, wenn die Quelle sich nahe dem einen Ende ihres Weges befindet, von dem Bleiblock unterbrochen wird· Nachdem der Sektor der Röntgenstrahlen den Bereich verläßt, den der Kragen 6a, 6b einnimmt, und bevor er den Bleiblock 23 erreicht, läuft er eine Zeit lang durch die Dämpfungsblocks 21 und 22 ohne

5098U/0752

weitere Behinderung. In gleicher Weise läuft der Sektor der Röntgenstrahlen in der Bähe des anderen Endes seines Weges nur durch die Blocks 21 und 22. Die strichpunktierten Linien 25 und 26 zeigen jeweils den Sektor der Röntgenstrahlen am linken und rechten Ende seines Weges. In der Nähe der Röntgenstrahlenquelle 11 ist ein Bezugsdetektor 27 so angeordnet, daß Strahlung über einen Kollimator 28 auf ihn trifft. Der Detektor 27 dient zur Überwachung der Energie der Röntgenstrahlenquelle 11.

Fig. 2 stellt ein Blockschaltbild dar, das die Datenverarbeitungsschaltungen für das in Pig. I dargestellte Abtastgerät enthält. Der Kasten 27 stellt den Bezugsdetektor dar, während der Kasten 12^ irgendeinen der Detektoren der Bank 12η ... 12 bezeichnet. Das Ausgangesignal des Detektors 12·^ wird einem Tor 3o zugeführt, das zu vorgebenen Zeiten durch Auftastimpulse von einer Hauptsteuerschaltung 31 geöffnet wird. Diese Hauptsteuerschaltung erhält unter anderem Impulse von der Fotozellenvorrichtung 2o und speist den reversiblen Motor für die Welle 15 und den Motor 9 mit entsprechenden Steuersignalen. Die Auftastimpulse, die sie dem Tor 3o und den entsprechenden Toren für die anderen Detektoren des Blocks 12zuleitet,sind zeitlich so abgestimmt, daß jeder Detektor eine Folge von AusgangsSignalen abgibt, die der Durchlässigkeit einer Gruppe paralleler Strahlenwege entspricht. Die Orientierung der Gruppe der Wege für den Detektor 12^ ist durch den entsprechenden Kollimator 13_k bestimmt, und natürlich durch die Winkellage des drehbaren Körpers 1. Während jedes Auftastintervalls wird der Ausgang des Detektors 12_k in einem Integrator 32 integriert und dann in einem Analag/Digital-Umsetzer 33 in eine digital kodierte Form umgesetzt. Das während jedes Auftastimpulses erzeugte Signal, wird in seiner digitalen Form in einem Speicher 34 gespeichert. Der Sektor der Röntgenstrahlen wird vom BIei-

509814/0752

block 23 nur während jeder zweiten lateralen Abtastbewegung der Quelle 11 unterbrochen, und daher wird das entsprechende Ausgangssignal von allen Detektoren 12 für die Dauer von zwei Querbewegungen gespeichert. Die Signale einer bestimmten parallen Gruppe im Speicher 34 bestehen aus den bei der letzten Unterbrechung des Sektors der Röntgenstrahlen'durch den Block 23 gewonnenen Signalen, aus den bei einem Durchlauf durch die Dämpfungsblöcke 21 und 22 ohne Behinderung gewonnenen Signalen und aus den beim Passieren der den Kragen enthaltenden Zone gewonnenen Signalen. Ein Tor 35 dient zur Auswahl des vom Detektor 12- abgeleiteten Signals zu dem Zeitpunkt, wenn die Röntgenstrahlen Tom Blei unterbrochen werden«. Ein Tor 36 dient zur Auswahl der zu anderen Zeiten während eines bestimmten Durchlaufes vom Detektor 12-erzeugten Signalen. Die Auswahl wird durch Auftastimpulse gesteuert, die die Hauptsteuerschaltung 31 liefert, und die Arbeitsweise ist so₉ daß bei Auswahl aufeinanderfolgender · Signale durch das Tor 36 die ⁿBlei"-Signale wiederholt bei jeder Auftastung vom Tor 35 ausgewählt werden. Es gibt daher bei jeder Auftastung der Tore 35 und 36 zwei Signale, und diese beiden Signale werden einer digitalen Subtraktionsschaltung 37 zugeführt. Diese Schaltung dient zur Subtraktion des ⁿBlei"-Signals von den anderen Signalen, so daßdie anderen Signale nach der Subtraktion die Durchlässigkeit oder Absorption der entsprechenden Strahlenwege in dem Maße darstellen, um das sie sich von der Absorption des Bleiblookes 23 unterscheiden. Auf diese Weise wird der Effekt eines "Dunkelstroms" oder einer "!facheilung" in den. Detektoren 12 weitgehend beseitigt. Die gewonnenen Signale werden dann einer Divisionsschaltung 38 zugeführt.

Der zuvor erwähnte Bezugsdetektar 27 hat ein Ausgangstor 4o, das Auftastimpulse von der Hauptsteuersohaltung 31 empfängt,

5098U/0752

- Io -

die koinzident mit den dem Tor 3o zugeführten Auftastimpulsen sind. Durch das Tor 4o verlaufende Signale werden in einem Integrator 41 integriert und in einem Umsetzer 42 in digitale Porm umgesetzt. Biese Elemente entsprechen dem Integrator 32 und dem Umsetzer 33. Die digitalisierten Bezugssignale rom Detektor 27 werden dann einem Speicher 43 zugeführt und für die Sauer der lateralen Abtastung gespeichert. Die im Speicher 43 gespeicherten Signale werden unter Steuerung durch ein Tor gegebenenfalls der erwähnten Divisionsschaltung 38 zugeführt. In der Divisionsschaltung wird jedes Signal vom Detektor 12^ durch das entsprechende Signal vom Speicher 43 dividiert, um Schwankungen der Energie der Quelle 11 sii kompensieren. Die so kompensierten Signale werden dann einer logarithmischen Umsetzerschaltung 45 zugeführt, die jedes Signale vom Detektor 12^ in seinen Logarithmus umsetzt. Die logarithmischen Signale werden zwei Toren 46 und 47 zugeführt , die durch Impulse von der Hauptsteuerschaltung gesteuert werden. Das Tor 46 wird geöffnet, wenn der Sektor der Röntgenstrahlen den durch den Kragen begrenzten Bereich während eines bestimmten lateralen Durchlaufs passiert, während das Tor 47 geöffnet wird, wenn die Röntgenstrahlen ohne jede Behinderung durch die Blöcke 21 und 22 am Beginn des gleichen Durchlaufes verlaufen. Die Ausgänge des Tors können daher als "Bildsignale™ bezeichnet werden, während die Ausgänge des !Cors 27 als "Bezugssignal" betrachtet werden können. Das im Falle des Detektors 12^. betrachtete Bezugssignal wird wiederholt in Koinzidenz mit jedem Bildsignal ausgegeben, und es wird vom Bildsignal subtrahiert, um das letztere in bezug auf die Durchlässigkeit oder Absorption von Perspex zu setzen. Es sei bemerkt, daß es nicht wesentlich ist, die Bildsignale auf die Durchlässigkeit von Ferspex zu beziehen, vorausgesetzt, daß eine gewisse Beeinträchtigung des Bildes akzeptabel ist. Wenn dieser Schritt

5098U/0752

entfällt, kann die Schaltung in I¹Ig. 2 vereinfacht werden, und die Größe.der Perspex-Blöcke kann um das Maß der seitlichen Ausdehnung, das für die Überwachung benötigt wird, verringert werden. In Weiterentwicklung können sie völlig entfallen, vorausgesetzt, daß andere Dämpfungsmittel vorgesehen sind, um die Absorption über der Abtastung zu egalisieren.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden jedoch die Signale nach ihrer Bezugnahme einer Signalverarbeitungsvorrichtung 5o zugeführt, um an der Rekonstruktion der Durchlässigkeit oder Absorption des untersuchten Querschnitts teilzunehmen. Dies kann gemäß der erwähnten GB-PS 1 283 oder entsprechend der älteren Anmeldung P 24 2o 5oo.3 erfolgen. Von den in Pig. 2 dargestellten Komponenten können die unterhalb der gestrichelten linie C vorgesehenen Elemente einen digitalen Rechner bilden, der entsprechend programmiert ist, und dessen Ausgang einer geeigneten Bildrekonstruktionsvorriohtung zugeführt wird. Die Kollimatoren 13 haben bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils eine Breite 2a in der Ebene des Sektors der Röntgenstrahlen, und der entsprechende Integrator 32 für jeden Kollimator ist so ausgebildet, daß er aufeinanderfolgende Zeitintervalle integriert, die etwa der Zeit gleichen, die die Quelle 11 und die Detektoren 12 benötigen, um eine Strecke a zu durohlaufen. Dies ist das AuftastIntervall bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Integrationsintervall ist kleiner ala a um nur die Zeit, die zur Ausgabe und Rückstellung des integrators 32 zwischen aufeinanderfolgenden Integrationsperioden erforderlich ist. Es läßt sich zeigen, daß bei einer Breite der Kollimatoren von 2a und bei Durchführung der Integration zur Erzeugung der Ausgangesignale einer Gruppe über aufeinanderfolgenden Strecken a,die von der Schaltung gemäß Pig. abgeleiteten Ausgangssignale so sind, als seien sie von Prüf-

5098U/0752

strahlen mit der Querschnittsintensität entsprechend Pig. 2a abgeleitet. Jeder Strahl ist etwa 4a breit und überlappt die beiden benachbarten Strahlen auf jeder Seite. Sie Abflachung der Querschnittsintensitätskurve des Strahls ist Faktoren zuzuschreiben, die auf der Tatsache beruhen, daß die Strahlung der Quelle 11 nicht vollständig gleichförmig über der Öffnung der Quelle ist sondern vom Mittelpunkt abfällt. Die Intensitätsverteilung des Strahls nähert sich einer sinusförmigen Verteilung an und begrenzt das Band der Ausgangssignale auf eine obere räumliche Frequenz von i , nämlich auf die halbe Auftastfrequenz,

In der älteren deutschen Patentanmeldung P 24 27 418.8 sind alternative Mittel vorgesehen, um dasselbe Profil der Strahlung bei verschiedenen Abtastpositionen darzubieten, und jede dieser Alternativen kann als Ersatz der Perspex-Blöcke 21 und 22 dienen. Vorzugsweise können die Blöcke die in Fig. 3 dargestellte Form einnehmen. Hier sind die Blöcke 21 und 22 durch vier Dämpfungsglieder 51 ersetzt. Es sei bemerkt, daß die Dämpfungsglieder 51 gegebenenfalls miteinander verbunden werden können, wan ein oberes und unteres, sattelförmiges Dämpfungsglied zu bilden. In der erwähnten älteren Anmeldung ist bereits darauf hingewiesen worden, daß diese Dämpfungsglieder weder in Berührung mit dem Kragen 6a und 6b Bein noch diesen umgeben müssen, vorausgesetzt, daß sie so genau ausgebildet sind, daß sie etwa die erforderliche Korrektur der Strahlenwege für alle Strahlenanordnungen besorgen. Unter Umständen kann es unmöglich sein, die Absorption - wenn der Körper durch einen konstanten Bezugsabsorber ersetzt wird - . vollständig

konstant in der beabsichtigten Weise über der lateralen Abtastung tu halten. Der zur Verarbeitung der Ausgangssignale dienende Rechner ist jedoch so programmiert, daß er restliche

5098U/0752

Schwankungen der Absorption, die nicht vom Körper herrühren, berücksiohtigt.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bestehen die Dämpfungsglieder 51 aus Aluminium, Kohlenstoff oder einem anderen geeigneten Material. Es sei bemerkt, daß bei Verwendung von Aluminium-Dämpfungsgliedem änderungen der Frequenzverteilung der bei der Abtastung verwendeten Strahlung eintreten können. In diesem Falle muß der verarbeitende Rechner außerdem so programmiert werden, daß er die Randwerte nach logarithmischer Umsetzung korrigiert, indem er sie in bezug auf die Menge des Aluminiums im Strahl vom Rand zu Mittelpunkt variiert.

Die Form der bevorzugten Dämpfungsglieder ist in Fig. 4 dargestellt. Wenn ein Abtastverfahren mit einem einzelnen Strahl verwendet wird, sollten die Dämpfungsglieder die Form des Abschnittes 51 auf einer Seite der gestrichelten Linie annehmen. In diesem Falle wird der Steuerstrahl b um eine Weglänge 2L₁ zusätzlich zu dem Anteil des Körpers und des Kragens, durch den der Strahl verläuft, gedämpft. Dieser Abschnitt ist in der dargestellten Weise ausgebildet, um das erforderlich konstante Profil zu erhalten. Wenn jedoch, wie zuvor beschrieben, die Strahlung einen fächerförmigen Sektor bildet, werden schräge Strahlen, wie v»B. a und c, die durch denselben Teil des Körpers verlaufen, duroh unterschiedliche Weglängen im Teil 51 gedämpft. Aus dieBein Grund sind Verlängerungen 5I₂ ^aui der anderen Seite der gestrichelten Linie vorgesehen und so ausgebildet, daß beispielsweise ein sohräger Strahl a duroh die Bereiche Ig und L, verläuft, die so bemessen Bind, daß. Lg + L, » 2L^ ist· Diese Gleiohung wird nicht für alle Strahlen in allen erforderlichen Perioden genau erreicht, aber duroh diese Maßnahme kann man dafür sorgen, daß alle Strahlen annähernd die gleiche

509814/0752

Dämpfungsweglänge durc hlaufen.

In Verbindung mit Fig. 1 wurde eine Anordnung "beschrieben, "bei der. die Strahlen an den Enden der lateralen Abtastungen vollständig durch die Perspex-Blöcke 21 und 22 verlaufen, um auf die Absorption von Perspex bezogene Dämpfungswerte zu erreichen. Bei der beschriebenen Anordnung, bei der Metall-Dämpfungsglieder verwendet werden, verlaufen die Strahlen entsprechend nur durch die Dämpfungsglieder 51 und den zwischen ihnen befindlichen Luftspalt. An den entsprechenden Stellen sind die Dämpfungsgiieder 51 jedoch mit den Verlängerungen 51o versehen und haben daher für eine solche Bezugnahme nicht die erforderliche Länge für den Strahlenweg. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind daher gemäß Pig. 3 vier Bleiblöcke 23 an den Enden der Verlängerungen vorgesehen. Die Dämpfungsglieder setzen sich dann über diese Positionen mit parallelen Seiten fort, um Strahlenwege für die Bezugswerte zu erhalten.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden zur Verminderung der erforderlichen Größe der Dämpfungsglieder 51 die Bezugswerte in zwei Seilen an gegenüberliegenden Enden des linearen Abtastbereiches abgenommen. Gemäß Fig. 3 werden die Strahlen in der linken Hälfte des Fächers, d.h. links von der Linie 52, sowohl auf Blei als auch auf das Dämpfungsmaterial am linken Ende des Abtastbereiohes bezogen. Umgekehrt werden die in der rechten Hälfte des Fäohers liegenden Strahlen am reohten Ende des Abtastbereiohes, d.h. rechts von der Linie 52 bezogen. Die so gewonnenen Bezugswerte werden nicht nur für die nach ihrer Erzeugung folgende Abtastung verwendet, sondern auch für die in einem Spaioher festgehaltenen Absorptionswerte der vorherigen Abtastung. Dies ist für die erste Abtastung wichtig, für die

5098H/0752

es keine früheren Bezugswerte gibt.

Pur alle Detektoren 12 werden die Signale in gleicher Weise verarbeitet wie anhand des Detektors 12^. beschrieben· Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel können.einige Modifikationen gemaoht werden. Anstelle einer Erzeugung der Bezugswerte, die von den vom Patienten gewonnenen Werten in der Schaltung 48 subtrahiert werden, unter Verwendung Ton Perspex, können beispielsweise die Bezugswerte auch -unter Verwendung von Wasser erzeugt werden, das In einan geeigneten Behälter untergebracht ist, oder es können auch andere Medien verwendet werden. Ferner kann der Öffnungswinkel des Sektors für die Röntgenstrahlen der Quelle 11 von lo° abweichen, und auch die Anzahl der Detektoren 12 und Xolli— matoren 13 kann variiert werden. Selbst wenn ihre Anzahl auf 2 reduziert wird, läßt sich noch ein beträchtlicher Torteil erzielen.

Ferner kann der Wasserbeutel, der zwischen dem Patienten und dem zweiteiligen Kragen vorgesehen ist, durch andere Mittel zur Vermeidung eines Luft Spaltes ersetzt werden» Din geeigneter Ersatz wäre beispielsweise ein Polystyrol— oder Gummisohaum, der mit einem absorbierenden Material wie z.Bl Blei oder Molybdän so imprägniert ist, daß der Schaum die gleiche Absorption wie Wasser bewirkt. Dieser Schaum kann dann um den Patienten gewickelt werden, bevor der Kragen geschlossen wird.

Das massive Dämpfungsmaterial außerhalb des Kragens 6a und 6b kann in der beispielsweise in der britischen Patentschrift 1 283 915 beschriebenen Weise durch ein Wasserreservoir ersetzt werden.

- Patentansprüche 5098U/0 7 52

Claims

- 16 -

Patentansprüche

Gerät zur Untersuchung eines Körpers mittels durchdringender Strahlung, z.B. Röntgen- oder ^-Strahlung, mit einer Strahlungsquelle zur Bestrahlung des Körpers, mit Detektormitteln zur Feststellung der Strahlung nach Durchddngung des Körpers, mit Mitteln zur Bewegung der Quelle und der Detektormittel um den Körper, um einen ebenen Bereich des Körpers aus mehreren verschiedenen Richtungen zu bestrahlen, und mit Mitteln zur lateralen Bewegung der Quelle und der Detektormittel in der Ebene, um mit der Strahlung den ebenen Bereich abzutasten, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektormittel aus mehreren Detektoren (12^··· 12_n) bestehen, die Ausgangesignale erzeugen, die jeweils auf die unter verschiedenem Winkel innerhalb eines von der Quelle (11) ausgehenden Strahlungssektors auftreffende Strahlung bezogen sind, und d&ß die den Umlauf bewirkenden Mittel so ausgelegt sind, daß die Quelle (11) und die Detektormittel (12) um ein Winkelmaß bewegt werden, das dem Winkel, den der Sektor einnimmt, Rechnung trägt.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die den Umlauf bewirkenden Mittel so ausgelegt sind, daß sie die Quelle (11) und die Detektormittel (12) für jede laterale Abtastung um etwa den Winkel bewegen, den auch der Sektor einnimmt.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Umlauf bewirkenden Mittel so ausgelegt sind, daß die Quelle (11) und die Detektormittel (12) stufenweise zwischen den lateralen Abtastungen bewegt werden.

509814/0752
4. Gerät nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ' jeder Detektor zur Erzeugung von Absorptionsdaten dient, die sich auf mehrere parallele Strahlen "beziehen, so daß jeder Strahl die ersten beiden benachbarten Strahlen an seinen beiden Seiten überlappt. '
5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh

ichnet, daß die Strahlen an vorgebenen Stellen

der lateralen Abtastung auf einen Bleiblock (23) treffen, und daß die Detektorausgangswerte, die sich auf die durch. den Bleiblock verlaufende Strahlung "beziehen, zur Korrektur von Dunkelstrom oder Hacheilung in den Detektoren (12) verwendet werden.
6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet₉ daß Haltemittel (6) zum festhalten des Körpers (5) in einer vorgebenen Lage vorgesehen sind, daß die Strahlung nicht nur durch den Körper und die Haltemittel, sondern auch durch kompensierendes Dämpfungsmaterial "(21, 22) verläuft, und daß das Dämpfungsmaterial so angeordnet ist, daß die Strahlung etwa die gleiche Dämpfung bei allen Abmessungen des Körpers und der Haltemittel in der Ebene erfährt, wobei angenommen ist, daß der Körper in der bene eine gleichmäßige Absorption hat.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

die Strahlen durch ein Bezugsdämpfungsmaterial verlaufen, ohne zugleich den Körper und die Haltemittel zu passieren, um Absorptionsdaten zu erzeugen, die sich an "bestimmten Stellen der lateralen Abtastung nur auf das Dämpfungsmaterial beziehen, und daß Mittel vorgesehen sind, um diese Absorptionsdaten als Bezugswerte für die "bei der vorangegangenen lateralen Abtastung gewonnenen Absorptionsdaten zu verwenden.

5098 U/ 0752

2U2009
8„ Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die sich auf-die Dämpfungsmittel "beziehenden Absorptionsdaten an dem einen Ende der lateralen Abtastung für einen Seil der Strahlung des Sektors und an dem anderen Ende der lateralen Abtastung für den Rest der Strahlung des Sektors gewonnen werden..
9. Gerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das kompensierende Material so geformt ist, daß jeder Strahl unabhängig von Winke!unterschieden innerhalb des Sektors etwa äquivalent kompensiert wird.
Iq. Gerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch. gekennzelehnet, daß das Dämpfungsmaterial Aluminium ist.
11» Gerät nach Anspruch Io, dadurch gekennzelohnet, daß Datenverarbeitungsmittel vorgesehen sind, um die Ausgangswerte der Detektoren zu verarbeiten und eine Verteilung de"r Absorptionskoeffizienten für den Körper zu erzeugen, wobei die Datenverarbeitungsmittel so ausgebildet sind, daß sie die Wirkungen von Schwankungen in der Irequenzverteilung der Strahlung, die von dem Dämpfungsmaterial verursacht werden, korrigieren.
12. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeiohnet, daß Luftspalte zwischen dem Körper und den Haltemitteln duroh Einfügung von Schaummaterial "beseitigt werden, das mit einem Material imprägniert ist, das einen Teil der Strahlung absorbieren kann.

Bs/so

6098U/0752