X-RAY EXAMINATION APPARATUS

Abstract: 1. X-ray examination apparatus having a patient supporting plate (3), an X-ray tube (6) arranged on one side of the patient supporting plate (3), a primary radiation stop-down device (7) which produces a narrowly stopped X-ray beam (8) which can be swivelled in a plane in the shape of a fan, and a detector arrangement (9) which is arranged on the other side of the patient supporting plate (3) and exposed to the beam (8), characterised in that the stop-down device (7) comprises a hollow cylinder (21) which is uniformly driven and has its axis of symmetry (22) aligned approximately at right angles to the direction of the radiation and whose wall (24), which is opaque to radiation, carries two spiral slots (25, 26) which are staggered by 180 degrees ; that between the radiation source (23) and the patient supporting plate (3), the hollow cylinder (21) is positioned at the end of a funnel-like holder (16) corresponding to the fan-shaped beam, so as to be remote from the focal point, the cross-section of which holder (16) is filled by the hollow cylinder (21) ; and that in the plane represented by the focal point (23) and the axis of symmetry (22) of the hollow cylinder (21), an additional slot-shaped focussing device (18, 20) is arranged close to the focal point.

Description: Röntgenuntersuchungsgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein Röntgenuntersuchungsgerät mit einer Patientenlagerungsplatte, mit einer auf der einen Seite der Patientenlagerungsplatte angeordneten Röntgenröhre, mit einer ein eng ausgeblendetes in einer fächerförmigen Ebene schwenkbares Röntgenstrahlenbündel erzeugenden Primärstrahlenausblendvorrichtung und mit einer auf der anderen Seite der Patientenlagerungsplatte angeordneten, dem Strahlenbündel ausgesetzten Detektoranordnung. Es ist bereits ein Röntgenuntersuchungsgerät bekannt geworden, bei dem der aus einer Röntgenröhre austretende Strahlenkegel durch eine Schlitzblende fächerförmig eingeblendet wird und bei dem in Strahlenrichtung hinter der Schlitzblende eine radial geschlitzte kreisförmige Blendenscheibe aus strahlenundurchlässigem Material in einer Ebene senkrecht zur Strahlenrichtung drehbar gelagert ist. Das so ausgeblendete, etwa bleistiftstarke Strahlenbündel bewegt sich beim Drehen der Blendenscheibe in der Fächerebene jeweils von der einen zu der anderen Seite. Diesem Strahlenbündel ist hinter dem Untersuchungsobjekt eine Detektoranordnung zugeordnet. Beim Verschieben der Röntgenuntersuchungseinrichtung senkrecht zur Fächerebene lässt sich eine Scheibe des Untersuchungsobjektes nach der anderen abtasten. Die Messwerte der einzelnen zeilenweise angeordneten Detektoren lassen sich speichern und allf einem Fernsehsichtgerat zeitweise in verschiedenen Graustufen abbilden. Das Bild entspricht einer Xonven- tionellen Röntgenaufnahme. Jedoch ist der Strewstrahlen- anteil wegen des jeweils relativ kleinen, von Röntgenstrahlen durchsetzten Volumens gering. Es ist eine Eigenart dieser Anordnung, dass sich die Form des ausgeblendeten Strahlenbündels während des Drehens der Blendenscheibe über der schlitzartigen Ausblendung ändert. Auch muss die Blendenscheibe einen deutlich grösseren Durchmesser haben als die Breite des ausgeblendeten Strahlenfächers in der Ebene der Blendenscheibe. Dies führt dazu, dass die gesamte Ausblendanordnung so voluminös wird, dass sie nur bei Untertischröhrengeräten einsetzbar ist. Aber auch dort zeigt sich, dass beim Verschieben in Tischlängsrichtung nur ein Teil des Längshubes ausnutzbar ist, weil anderenfalls die geschlitzte Blendenscheibe an der Stirnseite des Tischgestells anstossen wurde. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Untersuchungsbereich bei Röntgenuntersuchungsgeräten, die das Untersuchungsobjekt mit einem eng ausgeblendeten Röntgenstrahl zeilenförmig abtasten, zu vergrössern. Auch soll eine konstruktive Lösung gefunden werden, die es gestatten, be einem solchen Röntgenuntersuchungsgerät unter Umkehrung der Strahlenrichtung mit einer Obertischröntgenröhre und einer Untertschaufnahmeeinrichtung zu arbeiten. Bei einem Röntgenuntersuchungsgerät der eingangs genannten Art enthält daher erfindungsgemäss die Ausblendvorrichtung einen mit seiner Syx etrieachse in etwa senkrecht zur Strahlenrichtung ausgerichteten, gleichmässig angetriebenen Hohlzylinder, dessen strahlenundurchlässige Wandung zwei um 180 gegeneinander versetzte spiralförmige Schlitze trägt. Ein solcher Hohlzylinder lässt die Strahlung nur in dem Bereich durch, in dem sich die beiden Schlitze auf der in Strahlen- richtung gesehen vorderen und hinteren Seite der Mantelfläche in einer Linie mit dem Fokus befinden. Dies ist stets nur in einem einzigen Punkt der Fall. Dieser Punkt wandert bei der Drehung des Hohlzylinders in axialer Richtung. Das ausgeblendete Strahlenbündel hat einenrhoiibenförmigen Querschnitt. Es ist ein grosser Vorteil dieser Konstruktion, dass die Ausblendvorrichtung nur wenig Platz senkrecht zur Fächerebene benötigt. Bei der Verwendung mit einer Untertischröntgenröhre wird so der Längshub unterhalb des Tischgestells nicht behindert. Aus demselben Grund eignet sich diese Ausblendvorrichtung auch besonders für Röntgenuntersuchungsgeräte, bei denen sich die Röntgenröhre mitsamt der Ausblendvorrichtung oberhalb und die Detektoren unterhalb der Patientenlagerungsplatte befinden. Die Ausblendvorrichtung lässt sich auch für grössere Fächerwinkel verwenden, wenn die Schlitzbreite in besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung von der Schlitzmitte zu ihren Enden hin verbreitert ist. Dies hat den Verteil, dass auch bei der an seinen beiden Enden schrägen Durchstrahlung des Hohlzylinders der unterschiedlich axial verschobene Auftreffpunkt des Strahlenbündels auf der der Strahlenquelle zugewandten und der von ihr abgewandten Seite des Hohlzylinders zu keiner Verschmälerung des durchgelassenen Strahlenbündels führt. In zweckmässiger Ausgestaltung der Erfindung kann der Hohlzylinder zwischen Strahlenquelle und Patientenlagerungsplatte fokusfern am Ende einer tubusartigen Halterung gelagert sein. Diese Konstruktion verringert die Halbschattenbildung und verhindert zugleich das Aus- treten von Streustrahlung im Bereich der Ausblen\or- richtung. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann in der durch den Fokus und die Symmetrieachse des Hohlzylinders gegebenen Ebene eine zusätzliche fokusnahe schlitzförmige Einblendung angeordnet sein. Hierdurch lässt sich die aus dem Schlitz austretende Streustrahlung noch weiter vermindern.und lässt sich daher auch die Schärfe des ausgeblendeten Strahlenbündels noch weiter steigern. Die Strahlenbelastung des Patienten kann noch weiter verringert werden, wenn in besonders zweckmässiger Weiterbildung der Erfindung eine Blendenplatte in den Strahlengang zwischen Röntgenröhre und Patientenlagerungsplatte eingesetzt ist, die auf die einzelnen Detektorelemente der Detektoranordnung ausgerichtete Löcher trägt. Hierdurch wird jedes einzelne Detektorelement für sich gesondert bestrahlt, während die Zwischenzonen geschont werden. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht des Röntgen untersuchungsgerätes mit einer erfindungs gemässen Primärstrahlenausblendvorrichtung, Fig. 2 eine Aufsicht auf eine in die Ausblendvor richtung einsetzbare fokusnahe Schlitzblende, Fig. 3 eine Darstellung der Abwicklung des Hohl zylinders der Priinärstrahlenausblendungs- vorrichtung und Fig. 4 eine Aufsicht auf eine in der Ausblendvor richtung einsetzbare gelochte Blendenplatte. Die Fig. 1 lässt den Aufbau des Röntgenuntersuchungsgerätes 1 erkennen. Auf einem Tischgestell 2 lagert eine gut strahlendurchlässige Patientenlagerungsplatte 3. Sie ist in Tischlängsrichtung verschiebbar. An der in der Darstellung der Fig. 1 hinteren Längsseite des Tischgestells 2 ist eine Stativsäule 4 in Tischlängsrichtung verschiebbar gelagert. Die Stativsäule trägt unter der Patientenlagerungsplatte 3 an einem horizontalen Tragarm 5 eine Röntgenröhre 6. An dieser ist die erfindungsgemässe Ausblendvorrichtung 7 befestigt. Die Stativsäule 4 trägt oberhalb der Patientenlagerungsplatte 3 eine, dem aus der Ausblendvorrichtung austretenden Strahlenbündel 8 ausgesetzte Detektoranordnung 9, mit in einer Reihe dicht nebeneinander angeordneter Einzeldetektoren 11, 12, 13, 14. Ausserdem ist die Stativsäule 4 über einen Antriebsmotor 15 mit konstanter Geschwindigkeit längs der Patientenlagerungsplatte 3 verschiebbar. Die Ausblendvorrichtung 7 besitzt eine am Röhrenflansch befestigte tubusartige Halterung 16, die an ihrem fokusnahen Ende einc, im Ausführungsbeispiel durch einen Einschubschlitz 17 einsetzbare Schlitzblende 18 trägt. Diese, in der Fig. 2 in Aufsicht dargestellte, Schlitzblende 18 besteht aus einer einfachen rechteckigen Platte 19 aus strahlenundurchlässigem Material, die mit einem Längsschlitz 20 konstanter Breite versehen ist. Entsprechend dem aus der Schlitzblende 18 austretenden fächerförmigen Strahlenkegel hat auch die tubusartige Halterung 16 einen schmalen, rechteckigen, fächerförmigen Querschnitt. An dem der Schlitzblende 18 abgewandten fokusfernen Ende der tubusartigen Halterung 16 ist ein Hohlzylinder 21 dergestalt an der tubusartigen Halterung drehbar gelagert, dass seine S#inrnetrie- achse 22 genau in der Ebene liegt, die durch den Schlitz 20 der Schlitzblende 18 und dem Fokus 23 der Röntgen röhre 6 gebildet wird. Ausserdem ist die Symmetrieachse 22 des Hohlzylinders 21 in etwa senkrecht zur Strahlenrichtung ausgerichtet. Der Durchmesser des Hohlzylinders 21 - im Ausführungsbeispiel etwa 15 cm - füllt den Querschnitt der tubusartigen Halterung 16 vollständig aus. Der Übersichtlichkeit halber ist die tubusartige Halterung im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 nur bis an den Hohlzylinder 21 herangeführt dargestellt. Es könnte zweckmässig sein, die tubusartige Halterung über den Hohlzylinder hinaus bis unmittelbar unter die Patientenlagerungsplatte zu verlängern. Der Mantel 24 des Hohlzylinders 21 besitzt, wie die Fig 1 zeigt, zwei spiralförmige Schlitze 25, 26. Ihre Form ist der in der Fig. 2 gezeigten Abwicklung des Mantels 24 des Hohlzylinders 21 zu entnehmen. Der Mantel des Hohlzylinders besteht aus einer strahlenundurchlässigen Platte, in der die beiden Schlitze 25126 in einem Winkel von etwa 450 zur seitlichen Begrenzung, hintereinander angeordnet sind. Die beiden Schlitze sind an ihren beiden Enden jeweils etwas keulenartig verbreitert (Fig. 32 Der Hohlzylinder wird von dem Antriebsmotor 15 gleichmässig angetrieben. Dieser verschiebt zuglqch auch über ein Getriebe die Stativsäule 4 relativ zur Patientenlagerungsplatte 3. Diese Verschiebung kann so gewählt werden, dass der Antriebsmotor die Stativsäule jeweils nach einer vollen Umdrehung des Hohlzylinders 21 um die Breite des Strahlenbündels 8 verschiebt. Die Drehzahl des Antriebsmotors je Zeiteinheit soll.zur Anp2s- sung an die Röhrenleirtung variiert werden können. Beim Einschalten der Röntgenröhre wird ein fächer förmiges Strahlenbündel 8 durch die fokusnahe Schlitzblende 18 ausgeblendet. Dieses fächerförmige Strahlen bündel trifft auf der anderen Seite der tubusartigen Halterung auf den dort drehbar gelagerten Hohlzylinder 21 in der Ebene seiner Symmetrieachse 22 auf. Die Röntgenstrahlung kann den Hohlzylinder nur in demjenigen Bereich der beiden Schlitze 25, 26 durchdringen, in dem sich der Schlitz auf der dem Fokus abgewandten Seite des Hohlzylinders und der Schlitz auf der dem Fokus zugewandten Seite des Hohlzylinders in einer geraden Linie mit dem Fokus befinden oder anders ausgedrückt sich aus der Sicht des Fokus überdecken. Dies ist nur in einem schmalen rhombusförmigen Flächenbereich der Fall. Das so ausgeblendete Strahlenbündel 8 durchdringt die Patientenlagerungsplatte 3, das auf der Patientenlagerungsplatte 3 liegende Untersuchungsobjekt und trifft dann auf die Detektoranordnung 9 auf. Die fokusnahe Schlitzblende 18 verringert lediglich die zwischen Schlitzblende und Hohlzylinder entstehende Streustrahlung und damit den Streustrahlenanteil der durch die sich überschneidenden Schlitze 25, 26 auf den beiden Seiten des Hohlzylinders hindurchtreten kann. Der Schlitz der fokusnahen Schlitzblende ist daher auch etwas weiter gehalten als das durch den Hohlzylinder durchgehende Strahlenbündel 8. Beim Drehen des Hohlzylinders wandert das Strahlenbündel 8 längs der Symmetrieachse 22 des Hohlzylinders 21. Die Richtung in der das Strahlenbündel 8 wandert, ist durch die Drehrichtung des Hohlzylinders vorgegeben. Dabei überstreicht das Strahlenbündel während jeder halben Umdrehung des Hohlzylinders die gesamte Ausdehnung der Detektoranordnung 9, d.h. die in einer Reihe angeordneten Einzeldetektoren 10, 11, 12, 13, 14. Bei gleichzeitigem Verschieben der Stativsäule lässt sich das Untersuchungsobjekt Scheibe für Scheibe abtasten. Durch zeilenweises Aufzeichnen der Messwerte der einzelnen Detektoren 10, 11, 12, 13, 14 der Detektoranordnung 9 auf dem Leuchtschirm eines Fernsehsichtgerätes (nicht dargestellt) lässt sich ein Durchleuchtungsbild des Untersuchungsobjektes konstruieren, das einer herkömmlichen Röntgenaufnahme entspricht. Wegen des geringen durchstrahlten Volumens ist jedoch der Streustrahlenanteil kleiner und-der Kontrast grösser als bei her kömmlichen Röntgenaufnahmen. Die Zeichenschärfe wächst umgekehrt proportional mit dem Durchmesser des ausgeblendeten Strahlenbündels 8 und dem Abstand der einzelnen Strahlendetektoren voneinander. Sie lässt sich erhöhen, wenn der Vorschub der Stativsäule bei einer halben Umdrehung des Hohlzylinders 21 nur einem halben statt einem ganzen Durchmesser des ausgeblendeten Strahlenbündels entspricht. In diesem Fall überlappt sich jede abgetastete Scheibe des Untersuchungsobjektes mit der nachfolgenden Scheibe um eine halbe Strahlenbündelbreite. Eine weitere Steigerung der Zeichenschärfe lässt sich erreichen, wenn die Detektoranordnung nach jeder abgetasteten Zeile um eine halbe Detektorbreite in Richtung der Detektorzeile ver schoben -wird. Im Ausführungabeispiel ist in der tubusartigen Halterung 16 in unmittelbarer Nachbarschaft zum Hohlzylinder 21 ein weiterer Einschubschlitz 27 für eine in der Fig. 4 dargestellte gelochte Blendenplatte 28 vorgesehen. Diese gelochte Blendenplatte besteht aus einem strahlenundurchlässigen Material und trägt in der Ebene des von der fokusnahen Schlitzblende ausgeblendeten Strahlenfächers eine Reihe von Löchern 29. Diese Löcher sind so angeordnet, dass ein jedes von ihnen bei völlig c-ngeschobener Blendenplatte 28 zu einem Detektorelement 10, 11, 12, 13, 14 der Detektoranordnung 9 ausgerichtet ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Strahlen-. bündel 8 beim Uberstreichen der Detektoranordnung 9 in dem Bereich zwischen zwei Detektoren ausgeblendet wird und nur jene Röntgenquanten den Körper des Untersuchungsobjektes durchsetzen, die später auch zur Bildinformation beitragen. Es ist auch möglich, die in Fig. 4 dargestellte gelochte Blendenplatte auf der dem Fokus abgewandten Seite des Hohlzylinders 21 anzuordnen. Hierdurch wird die Halbschattenbildung wegen der grösseren Fokusferne der gelochten Blendenplatte 28 verringert. Ist eine lineare Verschiebung der Detektoren um eine halbe Detektorbreite nach jeder abgetasteten Zeile vorgesehen, so muss auch die gelochte Blendenplatte synchron mit den Detektoren um einen halben Lochabstand verschoben werden. Durch Änderung der Drehzahl des Antriebsmotors 15 lässt sich die Signalhöhe der einzelnen Detektoren 10, 11, 12, 13, 14 der Detektoranordnung an die Dosisleistung der Röntgenröhre 6 anpassen. Dabei ist es auch möglich, mit dem Antriebsmotor statt der Stativsäule 4 die Patientenlagerungsplatte 3 mit dem Untersuchungsobjekt zu verschieEc=. Die Ausblendvorrichtung lässt sich in ihren Abmessungen verglichen mit der vorbekannten Lösung so klein bauen, dass damit ohne weiteres eine Umkehrung der Strahlenrichtung möglich wird, wenn die Röntgenröhre mit der Ausblendvorrichtung oberhalb der Patientenlagerungsplatte und die Detektoranordnung unterhalb der Patientenlagerungsplatte an der Stativsäule 4 befestigt wird. 4 Figuren 11 Patentansprüche

Claims: Patentansprüche 1. Röntgenuntersuchungsgerät mit einer Patientenlagerungsplatte, mit einer auf der einen Seite der Pa tientenlagerungaplatte angeordneten Röntgenröhre, mit einer ein eng ausgeblendetes, in einer fächerförmigen Ebene schwenkbares Röntgenstrahlenbündel erzeugenden Primärstrahlenausblendvorrichtung und mit einer auf der anderen Seite der Patientenlagerungsplatte angeordneten, dem Strahlenbündel ausgesetzten Dektektoranordnung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ausblendvorrichtung (7) einen mit seiner Symmetrieachse (22) in etwa senkrecht zur Strahlenrichtung ausgerichteten, gleichmässig angetriebenen Hohlzylinder (21) enthält, dessen strahlenundurchlässige Wandung (24) zwei um 1800 gegeneinander versetzte, spiralförmige Schlitze (25, 26) trägt. 2. Röntgenuntersuchungsgerät nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet , dass die Schlitzbreite von der Schlitzmitte zu ihren Enden hin 0 verbreitert ist. 3. Röntgenuntersuchungsgerät 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 der Hohlzylinder (21) zwischen Strahlenquelle (23) und Patientenlagerungsplatte (3) fokusfern am Ende einer tubusartigen Halterung (16) gelagert ist. 4. Röntgenuntersuchungsgerät nach Anspruch 1 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in der durch den Fokus (23) und die Symmetrieachse (22) des Hohlzylinders (21) gegebenen Ebene eine zusätzliche fokusnahe schlitzförmige Einblendung (18, 20) angeordnet ist. 5. Röntgenuntersuchungsgerät 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 eine Blendenplatte (28) in den Strahlengang zwischen Röntgenröhre (6) und Patientenlagerungsplatte (3) eingesetzt ist, die auf die einzelnen Detektorelemente (10, 11, 12, 13, 14) der Detektoranordnung ausgereichtete Löcher (29) trägt. 6. Röntgenuntersuchungsgerät nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n erst,, dass die Blendenplatte (28) in Strahlenrichtung unmittelbar hinter dem Hohlzylinder (21) eingesetzt ist. 7. Röntgenuntersuchungsgerät nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Detektoranordnung (9) ein#e Reihe dicht nebeneinander angeordnete Einzeldetektoren (10, 11, 12, 13, 14) in der vom Strahlenbündel (9) überstrichenen Fächerebene umfasst. 8. Röntgenuntersuchungsgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e t1 n z e i c h n e t , dass die Röntgenröhre (6) die Primärstrahlenausblendvorrichtung (7) und die Detektoranordnung (9) gemeinsam mit konstanter Geschwindigkeit quer zur Symmetrieachse (22) des Hohlzylinders (21) und zur Strahlenrichtung relativ zur Patientenlagerungsplatte (3) verschiebbar sind. 9. Röntgenuntersuchungsgerät nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass der Antrieb für die Verschiebung der Patientenlagerungsplatte (3) relativ zum übrigen Röntgenuntersuchungsgerät (1) und der Antrieb (15) für den Hohlzylinder (21) miteinander im Sinne einer dichten zeilenförmigen Abtastung gekuppelt sind. 10. Röntgenuntersuchungsgerät nach Anspruch 9, d a durch g e k e n n z e i c h n e t, dass sich die Patientenlagerungsplatte (3) bei jeder Umdrehung des Hohlzylinders (21) in etwa um die Breite des Strahlenbündels (8) relativ gegenüber dem übrigen Röntgenuntersuchungsgerät (1) verschiebt. 11. Röntgenuntersuchungsgerät 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 Schlitze (25, 26) auf der Abwicklung (24) des Hohlzylinders (21) einen Winkel von 450 mit der Seitenkante der Abwicklung bilden.

Inventors: ARAUNER, ALFRED
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: A61B6
IPC codes: G21K1, A61B6