DE3007456C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Tomographieanordnung zur Untersuchung eines Körpers, mit wenigstens einer Strahlenquelle zur Erzeugung eines Primärstrahls mit geringem Querschnitt und einem ersten Detektor zur Messung der Schwächung des Körpes entlang des Primärstrahls, mit auf beiden Seiten des Primärstrahls befindlichen Detektoranordnungen zur Messung der im Primärstrahl erzeugten Streustrahlung, wobei die Detektoranordnungen Kollimatoranordnungen mit ersten und zweiten Lamellen aufweisen, von denen jeweils eine erste bzw. zweite Lamelle mit einer ersten bzw. zweiten Lamelle der gegenüberliegenden Kollimatoranordnung in einer Ebene liegt, und wobei durch die ersten Lamellen jeweils eine Teilstrecke des Primärstrahls auf jeweils einen bestimmten Bereich der Detektoranordnungen abgebildet wird, und die zweiten Lamellen auf den Primärstrahl zur Unterdrückung von Mehrfachstreustrahlung fokussiert sind, mit einer zusätzlichen Strahlenquellenanordnung zur Durchstrahlung des Körpers durch die Kollimatoranordnungen hindurch, und mit Mitteln zur Berechnung und Darstellung der Dichteverteilung des Körpers entlang des Primärstrahls aus den Meßwerten.

Eine derartige Anordnung ist bereits aus der DE 26 55 230 A1 bekannt. Zur Messung der Schwächung bzw. Transmission von Strahlung entlang der durch die Kollimatoren festgelegten Streustrahlenwege durch den Körper wird ein radioaktiver, scheibenförmiger Flächenstrahler benutzt, der z. B. nach Messung der Absorption des Primärstrahls und nach Erfassung der von dem Primärstrahl längs seines durch den Körper verlaufenden Weges erzeugten Streustrahlung mittels der Detektoranordnungen zwischen eine Detektoranordnung und der zugehörigen Kollimatoranordnung geschoben wird, so daß seine Strahlung den Körper auf allen Streustrahlenwegen durchdringen und mittels der zweiten gegenüberliegenden Detektoranordnung gemessen werden kann.

Eine derartige Messung der Schwächung bzw. Transmission von Strahlung entlang derjenigen Strahlenwege, auf denen die von einem mittels des Primärstrahls angeregten Körpervolumen ausgehende Streustrahlung verläuft, ist nach Clark und Van Dyk ("Phys. Med. Biol." 18 (1973), No. 4, Seiten 532-539) neben der direkten Messung der vom entsprechenden Körpervolumen ausgehenden Streustrahlung und der Primärstrahlung zur Berechnung der Dichte bzw. des Streukoeffizienten des Körpervolumens erforderlich. Bei der bekannten Anordnung bedeutet der Verschiebevorgang des flächenförmigen Strahles jedoch, daß die Zeit zur Aufnahme aller notwendigen Meßwerte zur Bestimmung der Dichte des Körpers in einem vorgewählten Bereich relativ lang ist. Hinzu kommt ferner, daß bei ihr die Schwächung auf einer relativ großen Anzahl von Streustrahlenwegen unter Zuhilfenahme des radioaktiven Strahles ermittelt wird, so daß aufgrund der großen Datenmenge auch die Zeit zur Berechnung der inneren Körperstruktur relativ lang ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tomographieanordnung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die räumliche Verteilung der Streudichte bzw. des Streukoeffizienten eines Körpers in relativ kurzer Zeit ermittelbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Maßnahmen gelöst.

Nach Clark und Van Dyk ist es erforderlich, zur Bestimmung der Körper- oder Elektronendichte bzw. des Streukoeffizienten σ in einem vom Primärstrahl durchdrungenen Volumenelement des Körpers die Transmission T des Primärstrahls durch den gesamten Körper zu messen, ebenso wie die Intensität I der im Volumenelement erzeugten Streustrahlung, die auf durch das Volumenelement hindurchtretenden Geraden (Streustrahlenwegen S) in jeweils entgegengesetzten Richtungen verläuft. Dabei können die Geraden beispielsweise in einer Ebene liegen, die durch erste Lamellen begrenzt ist, und wobei die in der Ebene bzw. in dem ebenen Bereich verlaufenden Streustrahlenwege durch zweite Lamellen begrenzt bzw. ausgeblendet sind, die auf den Primärstrahl fokussiert sind. Ferner ist entlang dieser Geraden durch den gesamten Körper noch die Transmission T′ von Strahlung zu messen, deren Energie wenigstens annähernd der Energie der gestreuten Strahlung entspricht.

Die Erfindung basiert nun auf der Erkenntnis, daß es nicht erforderlich ist, die Transmission T′ auf allen Geraden durch das Volumenelement, auf denen Streustrahlung verläuft, zu messen, sondern es ausreicht, wenn die Transmission T′ lediglich auf einigen wenigen Geraden (Streustrahlenwegen), die z. B. in der genannten Ebene gleichmäßig verteilt sind und zwischen denen jeweils mehrere zweite Lamellen liegen, gemessen wird. Hierzu sind auf den jeweils in Frage kommenden Streustrahlenwegen entsprechende Einzelstrahlenquellen positioniert, durch deren gegenseitige Abstände mehrere Streustrahlenwege umfassende Strahlenwegbereiche derart geschaffen werden, daß in ihrer Mitte jeweils eine Einzelstrahlenquelle liegt. Aus der in jeweils einen Strahlenwegbereich einfallenden Streustrahlung, der dem Strahlenwegbereich zugeordneten Transmission T′ und der Transmission T des Primärstrahls wird dann für jeweils einen Strahlenwegbereich ein vorläufiger Streukoeffizient σ _i gebildet. Anschließend werden die vorläufigen Streukoeffizienten σ _i zur Bildung eines verbesserten Streukoeffizienten σ _i des Volumenelementes verwendet, z. B. gemittelt.

Natürlich kann auf den Streustrahlenwegen, auf denen sich eine Einzelstrahlenquelle befindet, keine Streustrahlung mehr gemessen werden. Dies ist aber nicht von großer Bedeutung, da die Zahl der gesamten Streustrahlenwege gegenüber der Zahl der mit Einzelstrahlenquellen besetzten Streustrahlenwege erheblich größer ist. Der Fehler im Streukoeffizienten bzw. in der Dichte- oder Elektronendichteverteilung des Körpers, der aufgrund der Messung der Transmission T′ auf nur einigen wenigen Streustrahlenwegen entsteht, ist ebenfalls nur von untergeordneter Bedeutung.

Durch die Positionierung von Einzelstrahlenquellen auf einer Anzahl von Streustrahlenwegen kann somit die Zeit zur Aufnahme aller erforderlichen Meßwerte zur Ermittlung der Streukoeffizienten erheblich vermindert werden, da eine mechanische Verschiebung dieser Strahlenquellen, die z. B. aus radioaktivem Material bestehen und innerhalb der Kollimatoren einer Detektoranordnung bzw. zwischen benachbarten zweiten Lamellen angeordnet sind, entfällt. Somit eignet sich diese Anordnung auch zur Untersuchung eines sich bewegenden Objektes, z. B. eines schlagenden Herzens.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind als Einzelstrahlenquellen um ihre Längsachse drehbare zylindrische Stäbe vorgesehen, die nur erste Lamellen und keine zweiten Lamellen durchstoßen, wobei auf den Stäben jeweils eine sich in Stablängsrichtung erstreckende und nur einen kleinen Teil des Stabumfanges bedeckende radioaktive Schicht angeordnet ist, und wobei jeweils ein Stab in einem fest positionierten Absorbermantel liegt, der in Richtung des Körpers Öffnungen zum Durchtritt der radioaktiven Strahlung besitzt. Durch Drehung des Stabes um seine Längsachse kann dann in einfacher Weise erreicht werden, daß die radioaktive Strahlung zum einen den Körper durchstrahlt, die Strahlenquellen sich also in eingeschaltetem Zustand befinden, während in einer anderen Drehstellung des Stabes die Strahlung von dem Absorbermantel absorbiert wird, die Strahlenquellen also ausgeschaltet sind.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung besteht eine Detektoranordnung zur Messung der Streustrahlung aus streifenförmigen Detektoren, z. B. Szintillationsdetektoren, wobei jeweils ein streifenförmiger Detektor die Streustrahlung auf allen zwischen zwei ersten Lamellen liegenden Streustrahlenwegen mißt. Dies ist vorteilhaft, da derartige, aus eindimensionalen Detektoren bestehenden Detektoranordnungen die auftreffende Strahlung in einer verglichen mit zweidimensional auflösenden Detektoranordnungen (Gamma-Kameras) kleineren Zeit messen können. Zudem können Szintillationszähler relativ hohe Zählraten verarbeiten.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt

Fig. 1 eine Skizze zur Erläuterung der Berechnung des Streukoeffizienten in einem Volumenelement eines Körpers,

Fig. 2a eine Draufsicht auf eine Streustrahlenebene bzw. einen Schnitt gemäß der Linie A-B in Fig. 1,

Fig. 2b eine Darstellung einer Einzelstrahlenquelle, und

Fig. 3 eine Tomographieanordnung.

In Fig. 1 sind zwei Primärstrahlenquellen S 1, S 2, z. B. Röntgen- oder γ-Strahlenquellen dargestellt, deren Primärstrahlenbündel P entlang einer gemeinsamen Geraden in entgegengesetzten Richtungen verlaufen. Die Primärstrahlenbündel P durchsetzen dabei u. a. ein in einem Körper 3 liegendes Volumenelement 4, von dem Streustrahlung 5 in alle Richtungen mehr oder weniger stark emittiert wird. Zur Messung dieser Streustrahlung 5 sind zwei Detektoranordnungen D 1, D 2 vorgesehen, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Primärstrahls P befinden, und die längs einer Geraden aufeinander zu gerichtet sind. Auf dieser Geraden liegt ein durch Kollimatoren 6, 7 ausgeblendeter Streustrahlenweg S, der durch das zu untersuchende Volumenelement 4 verläuft. Selbstverständlich können zur Ausmessung einer Gruppe von Teilstrecken des Primärstrahls P bzw. Volumenelementen 4 entlang des Primärstrahls P auch mehrere, z. B. parallel zueinander liegende Streustrahlenwege S mittels geeigneter erster Kollimatorlamellen 8, die z. B. in zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind, ausgeblendet werden, wobei jeweils eine erste Lamelle 8 mit einer ersten Lamelle der gegenüberliegenden Kollimatoranordnung in einer Ebene liegt. Durch die ersten Lamellen 8 wird erreicht, daß jeweils eine Teilstrecke des Primärstrahls P bzw. ein bestimmtes Volumenelement 4 auf jeweils einen bestimmten Bereich der Detektoranordnungen 6, 7 abgebildet wird.

Um nun die Dichte bzw. den Streukoeffizienten σ für das Volumenelement 4, dessen Größe durch die Querschnitte von Primärstrahl P und Streustrahlenweg S bestimmt wird, zu ermitteln, ist es nach Clark und Van Dyk erforderlich, die Transmission T des Primärstrahls P durch den Körper 3, die Intensitäten I der entlang des Streustrahlenweges S gestreuten Strahlung und die Transmission T′ der Streustrahlung entlang des Streustrahlenweges S zu ermitteln.

Die Ermittlung der Transmission T des Primärstrahls P kann dabei entsprechend dem in der deutschen Offenlegungs-Schrift 27 13 581 beschriebenen Verfahren erfolgen, bei dem vorübergehend zusätzliche erste Detektoren D im Primärstrahl P positioniert werden. Dieses Verfahren soll hier nicht weiter erläutert werden. Die Messung der Intensitäten I mit Hilfe der Detektoren D 1, D 2 erfolgt bei nacheinander eingeschalteten Strahlenquellen S 1, S 2. Zur Messung der Transmission T′ der Streustrahlung 5 entlang des Streustrahlenweges S ist jedoch eine zusätzliche Einzelstrahlenquelle E erforderlich, die auf dem Streustrahlenweg S positioniert wird, und deren Strahlung, deren Energie wenigstens annähernd der Energie der Streustrahlung 5 entspricht, das Volumenelement 4 entlang des Streustrahlenweges S durchstrahlt. Die Messung der Transmission T′ erfolgt dann z. B. mit Hilfe des auf der anderen Seite des Körpers 3 liegenden Detektors D 1.

Abgesehen von Faktoren wie Detektorempfindlichkeiten, geometrischen Faktoren und solchen, die nicht von der Form des Körpers abhängen, z. B. ungleiche Energie zwischen Primärstrahlenquelle S 1, S 2 und zusätzlicher Strahlenquelle E, und die aus diesem Grund durch Kalibrationsmessungen bestimmt werden können, ist nach Clark und Van Dyk der Streukoeffizient σ für ein Volumenelement 4 proportional zu

mit p ≠i und q ≠j, wobei i, j, p, q jeweils die Werte 1 oder 2 annehmen. Beispielsweise bedeutet I ₁₂ die Intensität derjenigen Strahlung, die von dem mit der Strahlenquelle S 1 erzeugten Primärstrahl in Richtung des Detektors D 2 gestreut wird, während I ₁₂ die Intensität der Strahlung ist, die von dem mit der Strahlenquelle S 2 erzeugten Primärstrahl in Richtung des Detektors D 1 gestreut wird.

Um die Empfindlichkeit und damit die Genauigkeit der Streustrahlenmessung zu vergrößern, kann z. B. ein großer Teil der von dem Volumenelement 4 in eine Streustrahlenebene gestreuten Strahlung gemessen werden, wobei der Streustrahlenweg S in der Streustrahlenebene liegt und diese gegenüber dem Primärstrahl P geneigt ist. Beispielsweise kann die Streustrahlenebene senkrecht auf der durch den Primärstrahl P und den Streustrahlenweg S aufgespannten Ebene stehen. Die Detektoren D 1, D 2 erstrecken sich dann in dieser Streustrahlenebene und detektieren die Streustrahlung über einen möglichst großen Winkel (Winkel a in Fig. 2a).

In Fig. 2a ist ein Schnitt gemäß der Linie A-B nach Fig. 1 dargestellt, der in einer derartigen Streustrahlenebene liegt. Die Detektoren D 1, D 2 erfassen dabei die vom Volumenelement 4 (nicht dargestellt) in den Winkelbereich α gestreute Strahlung. Die ersten Kollimatorlamellen 8 zur Ausblendung der Streustrahlenebene sind dabei in diesem Beispiel als vor und hinter der Zeichenebene und parallel zu ihr liegend zu denken. Um zu verhindern, daß Streustrahlung gemessen wird, die nicht direkt vom Volumenelement 4 in die Detektoren D 1, D 2 gestreut wird, sondern durch Vielfachstreuung zustande kommt, sind zwischen den jeweils ersten Kollimatorlamellen 8 sog. zweite Kollimatorlamellen 9 vorgesehen, die die Streustrahlenebene in einzelne Streustrahlenwege 10 unterteilten, wobei die zweiten Kollimatorlamellen 9 auf den Primärstrahl P fokussiert sind. Beispielsweise können die zweiten Lamellen 9 in Ebenen angeordnet sein, die senkrecht zu den ersten Lamellen 8 liegen, und die sich in einem Punkt auf dem Primärstrahl P oder in einer Linie schneiden, die mit dem Primärstrahl P zusammenfällt. Dabei liegt jeweils eine zweite Lamelle 9 mit jeweils einer zweiten Lamelle 9 der gegenüberliegenden Detektoranordnung in einer Ebene.

Die Ermittlung des Streukoeffizienten σ für das Volumenelement 4 erfolgt nun so, daß entlang der Streustrahlenwege 10 die Streuintensitäten gemessen werden. Dazu wird zuerst die Strahlenquelle S 1 eingeschaltet, und die auftretende Streustrahlung mittels der Detektoren D 1 und D 2 gemessen. Anschließend wird nur die Strahlenquelle S 2 eingeschaltet, während die Streustrahlung nur mit den Detektoren D 1 und D 2 gemessen wird. Danach werden für einige Streustrahlenwege 10 die Transmissionen T′ gemessen. Hierzu sind auf entsprechenden Streustrahlenwegen 10 liegende Einzelstrahlenquellen E vorgesehen, die in gleichmäßigem Abstand voneinander angeordnet sind, so daß Strahlenwegbereiche gebildet werden, die jeweils mehrere Streustrahlenwege 10 umfassen und in deren Mitte jeweils eine Einzelstrahlenquelle E liegt, deren Position innerhalb der Kollimatoren 6, 7 bekannt ist. Aus der in einem solchen Strahlenbereich gemessenen Streustrahlung und dem zu diesem Bereich gehörenden Transmissionswert T′, gemessen mit der in diesem Bereich liegenden Einzelstrahlenquelle E, wird über Gleichung 1 für jeden Strahlenwegbereich ein vorläufiger Streukoeffizient σ _i gebildet. Anschließend werden alle vorläufigen Streukoeffizienten σ _i zur Ermittlung eines verbesserten Streukoeffizienten σ gemittelt, z. B. im Verhältnis ihrer statistischen Gewichte.

Die Einzelstrahlenquellen E können zur Messung der Transmission T′ mittels des Detektors D 1 nacheinander oder auch gleichzeitig eingeschaltet werden. Als Detektoren D 1, D 2 sind z. B. stabförmig Szintillationszähler vorgesehen, die jeweils die Streustrahlung auf allen zwischen zwei ersten Kollimatorlamellen 8 liegenden Streustrahlenwegen 10 messen, und an deren gegenüberliegenden Enden Photomultiplier 11 angeordnet sind. Die Detektoren D 1, D 2 besitzen dabei eine räumliche Auflösung, um die Auftreffkoordinaten der Streustrahlung bzw. der von den Einzelstrahlenquellen E ausgesandten Strahlung zu erfassen. Ferner können die Ausgangssignale der Detektoren D 1, D 2 derart gefiltert werden, daß nur Photonen innerhalb eines bestimmten Energiebereichs gezählt werden. Auf diese Weise können die Detektorausgangssignale von z. B. Photonen niedriger Energie, die vielfach gestreut wurden, unterdrückt werden. Ebenso geschieht dies bei Photonen, deren Energie größer ist als die Energie der Photonen, die durch die Primärstrahlenquelle erzeugt wurden.

Als Einzelstrahlenquellen E werden z. B. radioaktive Strahler benutzt, die innerhalb des Kollimators 7 und jeweils zwischen benachbarten zweiten Lamellen 9 angeordnet sind. Die Einzelstrahlenquellen E sind dabei auf um ihre Längsachse drehbaren Stäben 12 jeweils in Form einer zusammenhängenden radioaktiven Schicht 13 (Fig. 2b) aufgebracht, die sich in Längsrichtung eines Stabes 12 erstreckt und nur einen kleinen Teil seines Umfanges bedeckt. Die Stäbe 12 liegen dabei so in der Kollimatoranordnung 7, daß sie nur erste (8) und keine zweiten Lamellen 9 durchstoßen, und daß sich zwischen ihnen jeweils mehrere zweite Lamellen 9 befinden. In Fig. 2a sind drei dieser Stäbe 12 eingezeichnet, deren Querschnitt jedoch aufgrund des Schnittes A-B nach Fig. 1 elliptisch erscheint. In Fig. 2b ist ein Stab 12 mit der erwähnten radioaktiven Schicht 13 größer dargestellt. Der Stab 12 liegt dabei in einem ihn umgebenden Absorbermantel 14, der radioaktive Strahlung absorbiert und Öffnungen besitzt, die die radioaktive Strahlung in Richtung des Körpers 3 austreten lassen. Die radioaktive Strahlung kann dann durch Drehung des Stabes 12 in einfacher Weise "ein- und ausgeschaltet" werden. Die radioaktiven Einzelstrahlenquellen E können aber auch während des gesamten Meßvorganges eingeschaltet bleiben. Da sie monoenergetische Strahlung aussenden, kann diese, wenn sie zusammen mit der Streustrahlung mittels energieauflösender Detektoren gemessen wird, leicht wieder von dem Streustrahlenanteil getrennt werden. Wenn aber der Ein-Ausschaltvorgang der Einzelstrahlenquellen E entfällt, verkürzt sich die Zeit zur Aufnahme aller erforderlichen Meßwerte zur Bestimmung der inneren Körperstruktur erheblich.

In Fig. 3 ist eine vollständige Tomographieanordnung dargestellt. Die Strahlenquellen S 1, S 2 sind z. B. Röntgenröhren, die mit einer Höchstspannung von 350 KV betrieben werden. Die Strahlung dieser Quellen S 1, S 2 wird gefiltert und mittels Blenden 15, 16 zu jeweils einem dünnen Primärstrahl P zur Durchstrahlung des Körpers 3 ausgeblendet. Der Körper 3 liegt dabei auf einem Patiententisch 17, der z. B. in Pfeilrichtung 18 zur Durchstrahlung verschiedener Bereiche des Körpers 3 verschiebbar angeordnet ist. Die Kollimatoranordnungen 6, 7 bestehen aus einer Vielzahl parallel liegender erster Lamellen 8, die eine Gruppe unterschiedlicher Teilstrecken des Primärstrahls P bzw. unterschiedliche Volumenelemente 4 ausblenden, während die zweiten Lamellen 9 senkrecht zu den ersten Lamellen 8 liegen und auf den Primärstrahl P gemäß Fig. 2a fokussiert sind. Die Kollimatorlamellen 8 und 9 können dabei z. B. aus Blei bestehen.

Die Detektorausgänge der Detektoranordnungen D 1, D 2 sind mit einer elektronischen Einheit 19 zur Aufnahme der Detektorausgangssignale elektrisch verbunden, mit deren Hilfe die Energieselektion der Ausgangssignale und ihre Verstärkung erfolgt. Die Einheit 19 arbeitet ebenso wie die elektrische Einheit 20 zur Ansteuerung der Röntgenröhren S 1, S 2 unter Kontrolle einer Steuer- und Rechnereinheit 21 zur Verarbeitung der Detektorausgangssignale, die z. B. vor ihrer Verarbeitung in einem Speicher 22 gespeichert werden können, der mit der Rechnereinheit 21 verbunden ist. Ferner werden mit Hilfe der Steuer- und Rechnereinheit 21 auch die zylindrischen Stäbe 12 mittels einer elektrischen Versorgungseinheit 23 und eines Motors 24, z. B. eines Schrittmotors, angetrieben.

Obwohl die Stäbe 12, die senkrecht zur Längsrichtung der stabförmigen Detektoren D 2 liegen, durch die gesamte Detektoranordnung 7 hindurchtreten, sind sie nur in demjenigen Bereich mit einer radioaktiven Schicht 13 bedeckt, in dem jeweils für einen Streustrahlenweg zwei sich gegenüberliegende Kollimatoren vorgesehen sind. Dies ist bei der in Fig. 3 dargestellten Kollimatoranordnung 7 nur für einen begrenzten Abschnitt a der Fall. Die Strahlungsstärke einer radioaktiven Schicht, die z. B. aus ²⁷Co₅₇ bestehen kann, beträgt etwa 10 Ci. Die außerhalb dieses Abschnittes a liegenden Streustrahlenwege dienen ausschließlich zur Streustrahlmessung. Entsprechendes gilt für die Detektoranordnung 6.

Nach Aufnahme aller erforderlichen Messungen zur Ermittlung der Dichte des Körpers entlang des Primärstrahls P wird der Körper 3 relativ zum Primärstrahl P bewegt, z. B. durch Verschiebung des Patiententisches 17, so daß die Körperdichte entlang einer weiteren Geraden ermittelt werden kann. Durch Wiederholung dieses Vorgangs läßt sich dann beispielsweise eine Körperschicht rekonstruieren, die auf einem mit der Rechnereinheit 21 verbundenen Monitor 25 als eine Verteilung von Streukoeffizienten darstellbar ist.

Für Volumenelemente 4, die in der Mitte des Körpers 3 liegen, besitzen die Streuintensitäten, z. B. I ₂₁. I ₁₂, die mit nacheinander eingeschalteten Röntgenstrahler S 1, S 2 mittels der Detektoren D 1, D 2 gemessen werden, annähernd gleich große Werte. Sie haben daher etwa gleich große statistische Fehler. Für Volumenelemente 4, die am Rande des Körpers 3 liegen, sind die Streuintensitäten jedoch um ca. einen Faktor 100 voneinander verschieden, so daß auch die statistischen Fehler der Meßsignale stark unterschiedlich sind. Die vorgeschlagene Anordnung eignet sich daher vorzugsweise zur Untersuchung von Zentralregionen des Körpers 3. Außenliegende Teile des Körpers 3 könnten dann in der Weise ermittelt werden, wie sie in der deutschen Offenlegungsschrift 27 13 581 beschrieben ist.

Bevor die gemessenen Streudaten zur Ermittlung der Streukoeffizienten herangezogen werden, können sie noch weiter korrigiert werden. Die Streusignale sind beispielsweise durch Mehrfachstreustrahlung, trotz der Kollimatoranordnungen 6, 7, beeinflußt. Dieser Einfluß kann entsprechend einem Vorschlag (DE 29 39 146 A1) dadurch beseitigt werden, daß der Fokus der Kollimatoranordnung aus dem Primärstrahl P herausbewegt wird. Die dann gemessene Strahlung ist eine reine Mehrfachstreustrahlung, und die hieraus resultierenden Meßwerte können zur Korrektur der ursprünglichen Meßwerte herangezogen werden.

Ferner muß bei der Ermittlung der Streukoeffizientenverteilung beachtet werden, daß die konstante Energie der radioaktiven Strahlung zur Messung der Transmission T′ nicht genau mit der Energie der Streustrahlung zusammenfällt. Dies ist in erster Linie darauf zurückzuführen, daß die Röntgenstrahler S 1, S 2 ein kontinuierliches Spektrum besitzen, und daß die Strahlung beim Durchgang durch den Körper aufgehärtet wird. Die Abweichungen in der Energie können aber dadurch berücksichtigt werden, daß das gesamte System gegenüber einem Phantom aus Wasser kalibriert wird. Auf diese Weise werden Korrekturfaktoren Kv(t) und Kr(t) für Vorwärts (v)- und Rückwärtsstreuung (r) erhalten, mit denen die Streustrahlung, die t an durch den Körper gelaufen ist, multipliziert werden muß, damit sie Werte annimmt, die denen entsprechen, die bei monochromatischer Röntgenstrahlung und bei einer der radioaktiven Strahlenenergie entsprechenden Röntgenstrahlenergie gemessen worden wären.

Claims (6)

1. Tomographieanordnung zur Untersuchung eines Körpers, mit wenigstens einer Strahlenquelle (S 1) zur Erzeugung eines Primärstrahls (P) mit geringem Querschnitt und einem ersten Detektor (P) zur Messung der Schwächung des Körpers entlang des Primärstrahls, mit auf beiden Seiten des Primärstrahls befindlichen Detektoranordnungen (D 1, D 2) zur Messung der im Primärstrahl erzeugten Streustrahlung, wobei die Detektoranordnungen Kollimatoranordnungen (6, 7) mit ersten (8) und zweiten Lamellen (9) aufweisen, von denen jeweils eine erste bzw. zweite Lamelle mit einer ersten bzw. zweiten Lamelle der gegenüberliegenden Kollimatoranordnung in einer Ebene liegt, und wobei durch die ersten Lamellen jeweils eine Teilstrecke des Primärstrahls auf jeweils einen bestimmten Bereich der Detektoranordnungen abgebildet wird, und die zweiten Lamellen auf den Primärstrahl zur Unterdrückung von Mehrfachstreustrahlung fokussiert sind, mit einer zusätzlichen Strahlenquellenanordnung zur Durchstrahlung des Körpers durch die Kollimatoranordnungen hindurch, und mit Mitteln zur Berechnung und Darstellung der Dichteverteilung des Körpers entlang des Primärstrahls aus den Meßwerten, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Strahlenquellenanordnung aus Einzelstrahlenquellen (E) besteht, die auf jeweils durch die zweiten Lamellen (9) begrenzten Streustrahlwegen (10) angeordnet sind, und zwischen denen jeweils mehrere zweite Lamellen liegen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Lamellen (8) in zueinander parallelen Ebenen verlaufen und die zweiten Lamellen (9) in dazu senkrechten Ebenen liegen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelstrahlenquellen (E) aus radioaktivem Material bestehen und innerhalb der Kollimatoren (7) nur einer Detektoranordnung (D 2) angeordnet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Einzelstrahlenquellen (E) um ihre Längsachse drehbare zylindrische Stäbe (12) vorgesehen sind, die nur erste Lamellen (8) und keine zweiten Lamellen (9) durchstoßen, wobei auf den Stäben jeweils eine sich in Stablängsrichtung erstreckende radioaktive Schicht (13) angeordnet ist, und daß jeweils ein Stab in einem fest positionierten Absorbermantel (14) liegt, der in Richtung des Körpers (3) Öffnungen zum Durchtritt der radioaktiven Strahlung besitzt.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoranordnungen (D 1, D 2) aus streifenförmigen Detektoren bestehen, und daß jeweils ein streifenförmiger Detektor die Streustrahlung auf allen zwischen zwei ersten Lamellen (8) liegenden Streustrahlenwege (10) mißt.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Detektoren Szintillationsdetektoren sind.