DE3142349A1

DE3142349A1 - Roentgendiagnostikeinrichtung zur untersuchung mehrerer schichten eines aufnahmeobjektes

Info

Publication number: DE3142349A1
Application number: DE19813142349
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Dipl.-Phys.Dr.rer.nat. Pauli; Manfred Dipl.-Ing.Dr.-Ing. 8520 Erlangen Pfeiler
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1981-10-26
Filing date: 1981-10-26
Publication date: 1983-05-05

Description

Röntgendiagnostikeinrichtung zur Untersuchung mehrerer
Schichten eines Aufnahmeobjektes Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenröhre zum Aussenden von Strahlenbündeln auf einen Strahlendetektor unter verschiedenen Richtungen, die mehrere Schichten eines Aufnahmeobjektes durchsetzen, und mit einem am Strahlendetektor angeschlossenen Rechner zum Rekonstruieren von Bildern der durchstrahlten Schichten aus den Detektorausgangssignalen, bei der die Anode der Röntgenröhre mehrere Bahnen aufweist, von denen je ein Röntgenstrahlenbündel ausgeht, bei der Mittel zum periodischen, zeitlich codierten Unterbrechen jedes Röntgenstrahlenbündels vorhanden sind und bei der dem Detektor eine Elektronik nachgeschaltet ist, die die den einzelnen Röntgenstrahlenbündeln zugeordneten Ausgangssignale des Detektors trennt.
Eine Röntgendiagnostikeinrichtung dieser Art ist in der Patentanmeldung P 31 12 016.4 beschrieben. Diese als Computertomograph bezeichnete Röntgendiagnostikeinrichtung erlaubt die Abtastung mehrerer paralleler Schichten des Aufnahmeobjektes. Die Elemente des Strahlendetektors erstrecken sich dabei in Längsrichtung des Aufnahmeobjektes über das abzutastende Schichtpaket.
Die Aufnahme aller Schichten erfolgt in der Weise, daß jeweils die ersten Projektionen aller Schichten, dann die nächsten Projektionen aller Schichten usw. aufgenommen und die Werte aller Projektionen schichtgerecht sortiert einer Bildrekonstruktionseinrichtung zugeführt werden. Die schichtgerechte Sortierung durch eine Elektronik ist möglich, weil die Röntgenröhre mehrere Röntgenstrahlenbündel aussendet, die einem Code entsprechend unterbrochen werden. Die Elektronik ordnet dabei die Detektorausgangssignale der Codierung entsprechend den einzelnen durchstrahlten Schichten des Aufnahmeobjektes zu.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Röntgenröhre für eine Röntgendiagnostikeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Codierung der Röntgenstrahlenimpulsfolgen besonders störungsfrei und leicht ermöglicht.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bahnen der rotierenden Anode der Röntgenröhre den Schichtabständen entsprechend räumlich derart hintereinander angeordnet sind, daß das von der Kathode der Röntgenröhre ausgesandte Elektronenstrahlenbündel abwechselnd auf einer der Bahnen auftrifft. Bei der erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikeinrichtung kann eine Röntgenröhre mit üblicher Kathode verwendet werden, deren Elektronenstrahlenbündel wechselweise auf einer der synchron rotierenden Anodenbahnen auftrifft und dort Röntgenstrahlung erzeugt.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Erfindung, Fig. 2 die Anode der Röntgenröhre der Einrichtung gemäß Figur 1 in perspektivischer Darstellung, und Fig. 3 eine Variante der Anode gemäß Figur 2.
In der Figur 1 ist ein Patient 1 schematisch dargestellt, der von der von einer Röntgenröhre 2 ausgehenden Röntgenstrahlung durchstrahlt wird. Die Röntgenröhre 2 weist eine Anode 3 auf, die drei Anodenbahnen 4, 5, 6 besitzt, die den Abständen dreier paralleler Transversalschichten im Patienten 1 entsprechend räumlich derart hintereinander versetzt angeordnet sind, daß das von der Kathode 7 der Röntgenröhre 2 ausgesandte Elektronenstrahlenbündel 8 abwechselnd auf einer der Bahnen 4 bis 6 auftrifft. Demgemäß wird jede der drei parallelen Transversalschichten im Patienten 1 von einer Röntgenstrahlenimpulsfolge durchstrahlt und die Impulsfolgen -sind zeitlich codiert. Die Röntgenstrahlenimpulse werden von einem Detektor 9 erfaßt, dessen Ausdehnung in Längsrichtung des Patienten 1 so groß ist, daß alle drei von der Anode 3 ausgesandten Röntgenstrahlenbündel erfaßt werden. Der Strahlendetektor 9 besteht in Querrichtung zum Patienten 1 aus einer Vielzahl von Detektorelementen, beispielsweise aus 512 Detektorelementen. In der Figur 1 ist der Meßkanal für ein Detektorelement dargestellt. Er enthält einen Vorverstärker 10, dem eine Rechenschaltung 11 nachgeschaltet ist.
Zum Untersuchen dreier paralleler Transversalschichten des Patienten 1 wird die Meßanordnung aus Röntgenröhre 2 und Strahlendetektor 9 um die Längsachse des Patienten 1 gedreht, so daß der Patient 1 unter verschiedenen Projektionen Projektionen von den drei Röntgenstrahlenbündeln durchsetzt wird. Die Rechenschaltung 11 bestimmt aus den Ausgangssignalen des Strahlendetektors 9 die Schwächungskoeffizienten vorbestimmter Punkte jeder der drei durchstrahlten Transversalschichten des Patienten 1 und deren bildliche Wiedergabe auf einem Sichtgerät 12.
Auf dem Sichtgerät 12 kann somit jede der drei durchstrahlten Transversalschichten des Patienten 1 bildlich dargestellt werden.
Zur Zuordnung der jeweiligen Ausgangssignale des Strahlendetektors 9 zu der jeweils durchstrahlten Transversalschicht enthält die Rechenschaltung 11 eine Elektronik, die die den einzelnen Röntgenstrahlenbündeln zugeordneten Ausgangssignale des Strahlendetektors 9 trennt.
Aus der Figur 2 geht der Aufbau der durch einen Motor 13 angetriebenen rotierenden Anode 3 hervor. Die Figur 2 zeigt, daß auf einer Achse 14 ein Körper 15 aus schwer schmelzbarem Material, beispielsweise Wolfram, befestigt ist, der auf seiner der Kathode 7 zugewandten Seite die Bahnen 4, 5, 6 koaxial und mit gleichem Radius hintereinander gestaffelt aufweist. Demgemäß wird vom Elektronenstrahlenbündel 8 nur jeweils eine der Bahnen 4, 5, 6 getroffen. Der jeweilige Abstand Fokus - Detektor ist gleich. Die Längen der Bahnen 4, 5, 6 können unterschiedlich gewählt sein, so daß die Identifizierung der Ausgangssignale des Strahlendetektors 9 aufgrund der Pulslänge möglich ist. Im Anschluß an den Körper 15 ist ein Graphitring 16 für die Erzielung günstiger Wärmeeigenschaften der Anode 3 angeordnet.
Die Figur 3 zeigt eine Röntgenröhre 2a, bei der auf einer Achse 17, die durch den Motor 13 angetrieben ist, drei Anodenscheiben 18, 19,, 20 koaxial angeordnet sind, die an ihrem Rand mit Aussparungen versehen sind und die Bahnen 4a, 5a, 6a für den Brennfleck bilden. Demgemäß trifft das Elektronenstrahlenbündel 8 hierbei auf jeweils eine der Scheiben 18, 19 oder 20 und jeweils eine dieser Scheiben sendet Röntgenstrahlung aus, die durch geeignete Bemessung der Aussparungen codiert werden kann.
Die Röntgenröhre 2 ist in der Figur 1 im Vergleich zum Patienten 1 und zum Strahlendetektor 9 vergrößert gezeichnet.
3 Figuren 3 Patentansprüche Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Röntgendiagnostikeinrichtung mit einer Röntgenröhre (2, 2a) zum Aussenden von Strahlenbündeln auf einen Strahlendetektor (9) unter verschiedenen Richtungen, die mehrere Schichten eines Aufnahmeobjektes (1) durchsetzen, und mit einem am Strahlendetektor (9) angeschlossenen Rechner (11) zum Rekonstruieren von Bildern der durchstrahlten Schichten aus den Detektorausgangssignalen, bei der die Anode (3,' 18, 19, 20) der Röntgenröhre (2, 2a) mehrere Bahnen (4, 5, 6, 4a, 5a, 6a) aufweist, von denen je ein Röntgenstrahlenbündel ausgeht, bei der die Bahnen (4, 5, 6, 4a, 5a, 6a) so ausgebildet sind, daß jedes Röntgenstrahlenbündel zeitlich codiert unterbrochen wird, und bei der dem Detektor (9) eine Elektronik (10, 11) nachgeschaltet ist, die die den einzelnen Röntgenstrahlenbündeln zugeordneten Ausgangssignale des Detektors (9) trennt, d a d u r c h g e k e n n ze i c h n e t , daß die Bahnen (4, 5, 6, 4a, 5a, 6a) der rotierenden Anode (3, 18, 19, 20) der Röntgenröhre (2, 2a) den Schichtabständen entsprechend räumlich derart hintereinander versetzt angeordnet sind, daß das von der Kathode (7) der Röntgenröhre (2, 2a) ausgesandte Elektronenstrahlenbündel (8) abwechselnd auf einer der Bahnen (4, 5, 6, 4a, 5a, 6a) auftrifft.
2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anode (3) der Röntgenröhre (2) einen Körper (15) aus.schwer schmelzbarem Material aufweist, der auf seiner der Kathode (7) zugewandten Seite die Bahnen (4, 5, 6) hintereinander gestaffelt aufweist.
3. Röntgendiagnostikeinrichtungnach nachAnspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anode mehrere koaxial angeordnete, an ihrem Rand mit Aussparungen versehene Scheiben (18, 19, 20) aufweist.