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Dokumentenidentifikation DE19802405B4 08.07.2004
Titel Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Computertomographen
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Pflaum, Michael, Dipl.-Ing., 91325 Adelsdorf, DE
DE-Anmeldedatum 22.01.1998
DE-Aktenzeichen 19802405
Offenlegungstag 05.08.1999
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 08.07.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.07.2004
IPC-Hauptklasse G01N 23/06

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Computertomographen, der eine an einem Drehkranz befestigte Röntgenröhre, die ein fächerförmiges Nutzstrahlenbündel aussendet, und gegenüberliegend einen ersten Strahlenempfänger, der aus einer Reihe von Einzeldetektoren besteht, von denen jeder ein der empfangenen Strahlenintensität entsprechendes elektrisches Signal bildet und tomographische Aufnahmen ermöglicht, und einen zweiten Strahlenempfänger aufweist, der Röntgenschattenbilder ermöglicht.

Aus der DE 295 21 308 U ist eine Röntgenuntersuchungsanlage mit einem Computertomographen und weiteren röntgentechnischen Aufnahmegeräten bekannt, bei der Komponenten der Anlage in Verbindung mit dem Computertomographen und den weiteren Aufnahmegeräten gemeinsam nutzbar sind.

Bei einem Computertomographen dieser Art wird ein Bild der durchstrahlten Schicht des Untersuchungsobjektes aus den bei verschiedenen Durchstrahlungsrichtungen gewonnenen Ausgangssignalen der Einzeldetektoren rekonstruiert. Durch das zusätzlich vorgesehene Röntgengerät lassen sich auch digitale Radiographien im Schattenbild-Modus erzeugen. Hierzu muß jedoch die Gantry des Computertomographen beiseite geschoben werden, so daß das Röntgengerät ungestört seine Aufnahmen anfertigen kann.

In der DE 42 00 653 C2 ist ein Computertomograph mit einem gekrümmten CT-Detektor beschrieben, bei dem ein zusätzliches, feststehendes Detektorarray zur Erstellung von Röntgenschattenbildern vorgesehen ist. Dieses zusätzliche Detektorarray ist senkrecht zur durch den gekrümmten CT-Detektor gebildeten Ebene, bzw. in Richtung der Drehachse der Röntgenröhre angeordnet. In dem Strahlengang ist eine Blende angeordnet, die in jeder Stellung der Röntgenröhre ein fächerförmiges Röntgenstrahlenbündel auf das Detektorarray richtet.

Aus der DE 44 36 688 A1 ist ein Computertomograph für Spiralabtastung bekannt, der mehrere an dem Drehkranz angebrachte Röntgenröhren und eine stationäre ringförmige CT-Detektorzeile oder mehrere an dem Drehkranz befestigte CT-Detektorzeilen aufweist, damit eine verbesserte und schnellere Spiralabtastung erfolgen kann. Röntgenschattenbilder lassen sich hiermit nicht erstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Computertomographen der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß auf einfache Weise Röntgenstrahlenbilder gleichzeitig mit den CT-Schichtaufnahmen in definierten Stellungen erstellbar sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Drehkranz eine gegenüber der ersten Röntgenröhre versetzt angeordnete zweite Röntgenröhre, die ein zweites Nutzstrahlenbündel aussendet, und ein der zweiten Röntgenröhre gegenüberliegender, flächenförmiger Röntgendetektor mit matrixförmig angeordneten Bildpunkten befestigt sind, wobei die zweite Röntgenröhre während der normalen CT-Untersuchung gleichzeitig pulsartig in vorgegebenen Stellungen eingeschaltet wird, und bei dem dem Drehkranz ein Positionsdetektor zugeordnet ist, der mit einer Steuervorrichtung verbunden ist, die die pulsartige Einschaltung des zweiten Hochspannungsgenerators bewirkt. Dadurch wird erreicht, daß gleichzeitig mit der Erfassung der Meßwerte zur Erstellung der Schichtaufnahmen röntgentechnische Übersichtsaufnahmen erstellt werden können.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die zweite Röntgenröhre im rechten Winkel zur ersten Röntgenröhre an dem Drehkranz befestigt ist.

Damit Topogramme aufgenommen werden können, wird die zweite Röntgenröhre jeweils im oberen Punkt eingeschaltet.

Biplan-Aufnahmen lassen sich erstellen, wenn die zweite Röntgenröhre sowohl im oberen Punkt als auch um 90° versetzt impulsartig eingeschaltet wird.

Erfindungsgemäß können Bildpaare im Röntgen-Stereobetrieb aufgenommen werden, wenn die zweite Röntgenröhre jeweils um einen bestimmten Drehwinkel vor und um den gleichen Drehwinkel nach dem oberen Punkt impulsartig eingeschaltet wird, wobei der Drehwinkel 30° betragen kann.

In vorteilhafter Weise kann dem Hochspannungsgenerator für die zweite Röntgenröhre ein Phasenschieber vorgeschaltet sein, der derart ausgebildet ist, daß er eine Verschiebung des Einschaltpunktes im Hinblick auf den oberen Punkt bewirkt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 den schematischen Aufbau eines Computertomographen nach der Erfindung und

2 den elektrischen Schaltungsaufbau des erfindungsgemäßen Computertomographen gemäß 1.

Der Computertomograph gemäß 1 weist eine Meßeinheit aus einer ersten Röntgenstrahlenquelle 1, die ein fächerförmiges erstes Röntgenstrahlenbündel 2 aussendet, und einen Strahlenempfänger 3 auf, welcher aus einer Reihe von Einzeldetektoren, beispielsweise aus 512 Einzeldetektoren besteht. Der zu untersuchende Patient 4 liegt auf einem Patientenlagerungstisch 5. Zur Abtastung des Patienten 4 wird die Meßeinheit 1, 3 um ein Meßfeld 6, in dem der Patient 4 liegt, um 360° gedreht.

Dabei wird die Röntgenstrahlenquelle 1, die von einem ersten, in 2 dargestellten Röntgengenerator 7 gespeist wird, gepulst oder mit Dauerstrahlung betrieben. Bei vorbestimmten Winkelpositionen der Meßeinheit 1, 3 werden Sätze von Daten erzeugt, die vom Strahlenempfänger 3 einem Rechner 8 zugeführt werden, welcher aus den erzeugten Datensätzen die Schwächungskoeffizienten vorbestimmter Bildpunkte berechnet und auf einem Monitor 9 wiedergibt. Auf dem Monitor 9 erscheint ein Bild der durchstrahlten Schicht des Patienten 4.

Die Änderung der Richtung des Nutzstrahlenbündels 2 erfolgt durch Drehung eines Drehkranzes 10 mit Hilfe einer nicht dargestellten Drehvorrichtung, auf dem die Röntgenstrahlenquelle 1 und der Strahlenempfänger 3 angebracht sind.

An dem Drehkranz 10 ist weiterhin eine zweite Röntgenstrahlenquelle 11 angebracht, die im Hinblick auf die erste Röntgenstrahlenquelle um 90° versetzt angeordnet ist. Diese zweite Röntgenstrahlenquelle 11 sendet ein zweites Röntgenstrahlenbündel 12 aus, das auf einen auf der gegenüberliegenden Seite des Drehkranzes 10 angebrachten flächenförmigen Röntgendetektor 13 fällt. Der Röntgendetektor 13 weist in bekannter Form eine Vielzahl von matrixförmig angeordneten Bildpunkten auf. Er kann beispielsweise ein Festkörperbildwandler aus amorphem Silizium (aSi:H) sein, der das Röntgenstrahlenbild direkt oder nach Umwandlung in ein sichtbares Bild durch einen Szintillator in elektrische Signale umwandelt.

Die zweite Röntgenstrahlenquelle 11 wird von einem zweiten Röntgengenerator 14 gespeist, der mittels einer Steuervorrichtung 15 impulsartig betrieben wird. An der Steuervorrichtung 15 ist ein Positionsdetektor 16 angeschlossen, der ein dem Drehwinkel des Drehkranzes 10 entsprechendes Signal der Steuervorrichtung 15 liefert. Diese ermittelt aufgrund dieser Winkelangabe des Positionsdetektors 16 den Ort der zweiten Röntgenstrahlenquelle 11 und schaltet diese, wie noch erläutert wird, entsprechend ein.

Der Festkörperbildwandler 13 ist mit einem digitalen Bildsystem 17 verbunden, an das ein zweiter Monitor 18 zur Wiedergabe eines Röntgenstrahlenbildes angeschlossen ist. Das digitale Bildsystem 17 kann in bekannter Weise Verarbeitungsschaltungen, Wandler, Differenzstufen und Bildspeicher aufweisen.

Wird nun der Drehkranz 10 zur normalen CT-Untersuchung kontinuierlich betrieben, so kann gleichzeitig ein flächenhaftes Röntgenstrahlenbild durch die Röntgenbildeinheit 11, 13 erzeugt werden. Hierzu wird gesteuert über den Positionsdetektor 16 der zweite Röntgengenerator 14 dann eingeschaltet, wenn sich die zweite Röntgenstrahlenquelle 11 im oberen Punkt befindet. Dieses kann als Normalbetrieb bezeichnet werden, und dadurch werden beispielsweise Übersichtsaufnahmen, sogenannte Topogramme, erzeugt.

Es läßt sich mit einer derartigen erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikeinrichtung auch ein sogenannter Biplan-Betrieb ermöglichen, wenn die zweite Röntgenröhre 11 sowohl im oberen Punkt als auch um 90° versetzt impulsartig betrieben wird. Dadurch werden sowohl frontal als auch lateral flächenhafte Aufnahmen erzeugt. Die Steuerung kann dabei derart ausgebildet sein, daß entweder der Positionsdetektor 16 zusätzlich diese zweite Position erkennt. Oder aber es ist in der Steuervorrichtung 15 ein Phasenschieber 19 vorgesehen, der eine derartige Verschiebung der Steuerimpulse bewirkt, daß die zweite Röntgenstrahlenquelle 11 erst bei 90° ausgelöst wird. Da der Drehkranz 10 der CT-Meßeinheit 1, 3 wiederholte Rotationen durchführt, ist es nicht erforderlich, daß bei jeder Umdrehung ein Röntgenstrahlenbild erzeugt wird. So kann beispielsweise bei der ersten Drehung im oberen Punkt eine Einschaltung bewirkt werden, während bei der zweiten Drehung die Einschaltung der zweiten Röntgenstrahlenquelle 11 im Winkel von 90° erfolgt. Es kann aber zwischen den einzelnen Aufnahmen auch ein größerer Zeitraum liegen, so daß für eine Auslesung des Festkörperbildwandlers genügend Zeit vorhanden ist.

Mit einer derartigen Röntgendiagnostikeinrichtung lassen sich auch Stereoaufnahmen erstellen, wenn die zweite Röntgenröhre 11 derart betrieben wird, daß kurz vor dem oberen Punkt und kurz danach jeweils eine Röntgenaufnahme erstellt wird. Der Betrag der Drehwinkel der Einschaltpositionen kann dabei gleich sein und beispielsweise 30° betragen.


Anspruch[de]
  1. Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Computertomographen, bei dem an dem Drehkranz (10)

    a) eine erste Röntgenröhre (1), die ein fächerförmiges Nutzstrahlenbündel (2) aussendet,

    b) ein gegenüberliegender Strahlenempfänger (3), der aus einer Reihe von Einzeldetektoren besteht, von denen jeder ein der empfangenen Strahlenintensität entsprechendes elektrisches Signal bildet,

    c) eine gegenüber der ersten Röntgenröhre (1) versetzt angeordnete zweite Röntgenröhre (11), die ein zweites Nutzstrahlenbündel (2) aussendet, und

    d) ein der zweiten Röntgenröhre (11) gegenüberliegender, flächenförmiger Röntgendetektor (13) mit matrixförmig angeordneten Bildpunkten

    befestigt sind, wobei die zweite Röntgenröhre (11) während der normalen CT-Untersuchung gleichzeitig pulsartig in vorgegebenen Stellungen eingeschaltet wird, und

    bei dem dem Drehkranz (10) ein Positionsdetektor (16) zugeordnet ist, der mit einer Steuervorrichtung (15) verbunden ist, die die pulsartige Einschaltung des zweiten Hochspannungsgenerators (14) bewirkt.
  2. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Röntgenröhre (11) im rechten Winkel zur ersten Röntgenröhre (1) an dem Drehkranz (10) befestigt ist.
  3. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Röntgenröhre (11) jeweils im oberen Punkt eingeschaltet wird.
  4. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Röntgenröhre (11) sowohl im oberen Punkt als auch um 90° versetzt impulsartig eingeschaltet wird.
  5. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Röntgenröhre (11) jeweils um einen bestimmten Drehwinkel vor und um den gleichen Drehwinkel nach dem oberen Punkt impulsartig eingeschaltet wird.
  6. Röntgendiagnostikeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel 30° beträgt.
  7. Röntgendiagnostikeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hochspannungsgenerator (14) für die zweite Röntgenröhre (11) ein Phasenschieber (19) vorgeschaltet ist, der derart ausgebildet ist, daß er eine Verschiebung des Einschaltpunktes im Hinblick auf den oberen Punkt bewirkt.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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