DE102014202331B3

DE102014202331B3 - Radiator screen for generating a fan beam, computed tomography device with such a radiator aperture and method for controlling such a computed tomography device

Info

Publication number: DE102014202331B3
Application number: DE102014202331.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Karch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2015-08-06
Anticipated expiration: 2034-02-11
Also published as: BR102015002919A2; CN104825186B; CN104825186A

Abstract

Die Erfindung betrifft Strahlerblende zum Erzeugen eines Strahlenfächers umfassend wenigstens zwei einer Röntgenquelle nachgeschalteten Schlitzöffnungen, wobei die wenigstens zwei Schlitzöffnungen gleicher Abmessung sind und bezüglich der Röntgenstrahlungsquelle verfahrbar sind, wobei im Bereich einer der Schlitzöffnungen ein Röntgenfilter angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computertomographiegerät mit einer solchen Strahlerblende sowie ein Verfahren zum Steuern eines solchen Computertomographiegeräts.The invention relates to emitter aperture for generating a fan beam comprising at least two slot openings connected downstream of an X-ray source, wherein the at least two slot openings are of the same dimension and can be moved relative to the X-ray source, wherein an X-ray filter is arranged in the region of one of the slot openings. The invention further relates to a computed tomography device having such a radiator diaphragm and to a method for controlling such a computed tomography device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strahlerblende, welche zum Erzeugen eines Strahlenfächers von Röntgenstrahlung geeignet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computertomographiegerät mit einer solchen Strahlerblende sowie ein Verfahren zum Steuern eines solchen Computertomographiegeräts.The invention relates to a radiator screen which is suitable for generating a beam fan of X-radiation. The invention further relates to a computed tomography device having such a radiator diaphragm and to a method for controlling such a computed tomography device.

In der klinischen Anwendung werden mit Hilfe des Computertomographiegeräts Datensätze für ein Röntgenbild erfasst, anhand dessen ein spezifisches Material innerhalb eines zu untersuchenden Objekts oder eines Patienten bestimmt wird. Der Aspekt der Materialbestimmung bekommt in der alltäglichen klinischen Fragestellung eine immer größere Bedeutung, so dass sich die Bedeutung und das Anwendungsspektrum der Computertomographiegeräte wesentlich vergrößert.In clinical application, data sets for an X-ray image are acquired with the aid of the computed tomography device, by means of which a specific material within an object or a patient to be examined is determined. The aspect of material determination is becoming increasingly important in the everyday clinical issue, so that the significance and the range of applications of the computed tomography devices is significantly increased.

Ein Computertomographiegerät mit dessen Hilfe eine Materialerkennung bei der Auswertung und Darstellung von Röntgendaten erfolgt, funktioniert nach dem Prinzip des sogenannten Dual-Energy-Verfahrens. Bei diesem Verfahren wird das zu untersuchende Objekt oder der Patient beispielsweise sowohl mit Röntgenquanten bis zu 80 keV als auch mit Röntgenquanten bis zu 140 keV gescannt. Durch die unterschiedlichen Röntgenspektren der beiden Röntgenstrahlungen wird eine unterschiedliche mittlere Abschwächung erzeugt, so dass im Vergleich zu einem konventionellen Computertomographiegerät in einem Normalbetrieb umfangreichere Informationen erhalten werden.A computed tomography device with the aid of a material recognition in the evaluation and display of X-ray data is performed, works on the principle of the so-called dual-energy method. In this method, for example, the object to be examined or the patient is scanned with X-ray quanta of up to 80 keV as well as X-ray quanta of up to 140 keV. Due to the different X-ray spectra of the two X-ray radiation, a different average attenuation is generated, so that in comparison to a conventional computed tomography device in a normal operation, more extensive information is obtained.

Dabei können entweder zwei Röntgenstrahler mit unterschiedlicher Energie während eines Scans eingesetzt werden oder die Röhrenspannung eines Röntgenstrahlers kann zwischen zwei direkt hintereinander ausgeführten Scans oder Positionen des Röntgenstrahlers alternierend umgeschaltet werden. Die unterschiedliche Röhrenspannung der beiden Scans führt zu einer für das Dual-Energy-Verfahren erforderlichen Änderung des Röntgenspektrums.Either two x-ray emitters with different energy can be used during a scan, or the tube voltage of an x-ray emitter can be alternately switched over between two scans or positions of the x-ray emitter which are executed directly one behind the other. The different tube voltages of the two scans lead to a change in the X-ray spectrum required for the dual-energy process.

Diese Änderung des Röntgenspektrums kann weiterhin durch einen Röntgenfilter, der bei einem der beiden Scans oder Positionen im Strahlengang angeordnet wird, verstärkt werden. Eine weitere Alternative besteht darin, die Röntgenstrahlung gegebener Energie einer Röntgenquelle durch den gezielten Einsatz eines Röntgenfilters im Strahlengang der Röntgenquelle zumindest teilweise abzuschwächen, um Röntgenstrahlung variabler Energie zu erzeugen. Eine solche Alternative erfordert neben einer Software Erweiterung auch eine Hardware Erweiterung des computertomographischen Systems, wobei eine separate Verfahrmechanik zur Bewegung und Positionierung des Röntgenfilters notwendig ist. Beispielsweise offenbaren die US 2008/0198963 A1 und die US 2005/0220265 A1 Röntgensysteme für eine Dual-Energy-Visualisierung, bei denen ein rotierender Röntgenfilter in dem Röntgenstrahl derart positionierbar ist, dass durch die Rotation des Röntgenfilters sich das Spektrum der Röntgenstrahlung ändert. Für jede Position werden dabei abwechselnd Aufnahmen gemacht, wobei jede der Aufnahmen einem anderen Röntgenspektrum entspricht.This change in the X-ray spectrum can furthermore be intensified by an X-ray filter which is arranged in one of the two scans or positions in the beam path. A further alternative consists of at least partially attenuating the X-ray radiation of given energy of an X-ray source by the targeted use of an X-ray filter in the beam path of the X-ray source in order to generate X-radiation of variable energy. Such an alternative requires not only a software extension but also a hardware extension of the computer tomographic system, whereby a separate movement mechanism for moving and positioning the X-ray filter is necessary. For example, the US 2008/0198963 A1 and the US 2005/0220265 A1 X-ray systems for a dual-energy visualization, in which a rotating X-ray filter is positionable in the X-ray beam such that the rotation of the X-ray filter changes the spectrum of the X-radiation. For each position, shots are taken alternately, each of the shots corresponding to a different X-ray spectrum.

Aus US 4 277 685 A ist eine Strahlerblende zur Begrenzung und Formung eines von einer Röntgenstrahlungsquelle ausgehenden Röntgenstrahlenfächers bekannt.Out US 4,277,685 A For example, an emitter diaphragm for confining and shaping an X-ray fan emanating from an X-ray source is known.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine weitere Lösung zur Durchführung eines Dual-Energy-Verfahrens anzubieten.The object of the invention is to offer a further solution for carrying out a dual-energy process.

Diese Aufgabe wird durch ein Computertomographiegerät nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by a computed tomography device according to claim 1 and by a method according to claim 12. Advantageous developments of the invention are described in the respective subclaims.

Die Erfindung betrifft ein Computertomographiegerät umfassend einen rotierbaren Röntgenstrahler mit der erfindungsgemäßen Strahlerblende zum Erzeugen eines Strahlenfächers und einen diametral gegenüber positionierten Röntgendetektor mit einer zugeordneten Auswerteeinheit. Dabei sind die wenigstens zwei Schlitzöffnungen der Strahlerblende derart während des Betriebs des Computertomographiegerätes bewegbar, dass alternierend eine Schlitzöffnung mit Filter im Strahlengang der Röntgenquelle des Röntgenstrahlers und eine Schlitzöffnung ohne Filter im Strahlengang der Röntgenquelle des Röntgenstrahlers positionierbar ist, so dass ein Untersuchungsbereich nacheinander durch Strahlenfächer unterschiedlicher Röntgenspektren beleuchtet wird. Dabei kann die Strahlerblende insgesamt bzw. eine die Schlitzöffnungen umfassende Komponente der Strahlerblende bewegbar sein. Dadurch wird das Röntgenspektrum der einfallenden Röntgenstrahlung zeitlich, insbesondere zeitlich alternierend, verändert. Dadurch wird außerdem eine Röntgenspektrum-Differenzierung ausgehend von der einfallenden Röntgenstrahlung erzeugt oder verbessert. Weiterhin ist die Auswerteeinheit dafür ausgebildet, ein Messsignal der ungefilterten Strahlung von einem Messsignal der gefilterten Strahlung zur Gewinnung von Dual-Energy-Aufnahmen separat auszuwerten.The invention relates to a computed tomography device comprising a rotatable X-ray source with the radiator diaphragm according to the invention for generating a fan beam and a diametrically opposite X-ray detector with an associated evaluation unit. The at least two slit openings of the radiator aperture are movable during operation of the computed tomography apparatus such that a slot opening with filter in the beam path of the x-ray source of the x-ray source and a slit opening without filter can be positioned in the beam path of the x-ray source of the x-ray source, so that an examination area successively differs by beam compartments X-ray spectra is illuminated. In this case, the radiator diaphragm as a whole or a component comprising the slot openings of the radiator diaphragm can be movable. As a result, the X-ray spectrum of the incident X-ray radiation is changed in time, in particular alternating in time. As a result, an X-ray spectrum differentiation is also generated or improved on the basis of the incident X-ray radiation. Furthermore, the evaluation unit is designed to separately evaluate a measurement signal of the unfiltered radiation from a measurement signal of the filtered radiation in order to obtain dual-energy recordings.

Die Erfindung basiert auf der Überlegung, dass mit Hilfe eines Röntgenfilters die Röntgenstrahlung einer einzigen Röntgenquelle derart abgeschwächt werden kann, dass ihr Röntgenspektrum in Bezug auf das der ungefilterten Röntgenstrahlung verändert ist. Dadurch kann eine Änderung des Röntgenspektrums erzeugt oder verstärkt werden. Die Erfindung basiert weiterhin auf der Überlegung, dass mit Hilfe einer bezüglich der Röntgenquelle verfahrbaren Strahlerblende mit zumindest einem (fest) in der Strahlerblende angeordneten Röntgenfilter, eine solche Änderung des Röntgenspektrums eine materialsparende und einfache Ausführung darstellt, die sich durch eine besondere kostengünstige Realisierung auszeichnet.The invention is based on the consideration that with the aid of an X-ray filter, the X-ray radiation of a single X-ray source can be attenuated in such a way that its X-ray spectrum is changed in relation to that of the unfiltered X-radiation. As a result, a change in the X-ray spectrum can be generated or amplified. The invention is further based on the consideration that with the help of a relative to the X-ray source radiator aperture with at least one (fixed) arranged in the radiator aperture X-ray filter, such a change in the X-ray spectrum represents a material-saving and simple design, which is characterized by a special cost-effective implementation.

Erfindungsgemäß wird daher eine Strahlerblende zur Begrenzung und Formung eines von einer Röntgenstrahlungsquelle ausgehenden Röntgenstrahlenfächers vorgeschlagen, wobei die Strahlerblende wenigstens zwei bezüglich der Röntgenstrahlungsquelle verfahrbare Schlitzöffnungen gleicher Abmessungen zur Begrenzung des Strahlenfächers aufweist, wobei im Bereich einer der Schlitzöffnungen ein Röntgenfilter angeordnet ist. Die zwei bezüglich der Röntgenstrahlungsquelle verfahrbaren Schlitzöffnungen sind dabei vorzugsweise in einer gemeinsamen Schlitzplatte angeordnet, welche mit Schlitzöffnungen für die Formung der jeweiligen Schichtdicken des auszuführenden, gewünschten Scans versehen ist, d. h. die Strahlerblende kann eine derartige Schlitzplatte umfassen und insbesondere aus einer derartigen Schlitzplatte bestehen. Die Schlitzplatte weist bevorzugt eine im Wesentlichen flache, plattenartige Form auf, jedoch sind auch andere Formen, insbesondere mit gekrümmten Flächen denkbar. Die Schlitzplatte ist in dem Strahlengang der Röntgenquelle verfahrbar angeordnet. Durch das Einfahren und die entsprechende Positionierung der Strahlerblende bzw. der Schlitzplatte können der Röntgenfilter sowie eine Schlitzöffnung ohne Filter gezielt in den Strahlengang ein und ausgefahren werden. Dadurch kann ein Computertomographiesystem sowohl in einem Standard-Modus als auch in einem Dual-Energy-Modus betrieben werden. Die Strahlerblende bzw. eine Komponente der Strahlerblende, z. B. eine Schlitzplatte umfasst wenigstens zwei Schlitzöffnungen, welche zur Formung des Strahlenfächers vorgesehen sind und lässt sich einfach tauschen, wodurch auch bestehende Standard-Computertomographiegeräte für Dual-Energy-Aufnahmen nachgerüstet werden können. Die Schlitzöffnungen sind durch Bewegung der Strahlerblende oder einer die Schlitzöffnungen umfassenden Komponente der Strahlerblende, z. B. einer Schlitzplatte, positionierbar. Bevorzugt sind mehrere Schlitzöffnungen mit unterschiedlichen Abmessungen und/oder unterschiedlichen Röntgenfiltern vorgesehen, die in den Strahlenfächer durch die Bewegung der Strahlerblende oder einer die Schlitzöffnungen umfassenden Komponente der Strahlerblende positionierbar sind. Die unterschiedlichen Röntgenfilter werden hinsichtlich ihres Materials und/oder ihrer Dicke für unterschiedliche Anforderungen bzw. Anwendungsfälle ausgewählt.According to the invention, therefore, a radiator diaphragm for limiting and shaping an X-ray fan emanating from an X-ray source is proposed, wherein the radiator diaphragm has at least two slot openings of the same dimensions for limiting the fan beam movable with respect to the X-ray source, wherein an X-ray filter is arranged in the region of one of the slot openings. The two slot openings which can be moved with respect to the X-ray source are preferably arranged in a common slot plate which is provided with slot openings for the shaping of the respective layer thicknesses of the desired scan to be carried out, ie. H. the radiator screen may comprise such a slot plate and in particular consist of such a slot plate. The slit plate preferably has a substantially flat, plate-like shape, but other shapes, in particular with curved surfaces are conceivable. The slit plate is arranged movably in the beam path of the x-ray source. By retracting and the corresponding positioning of the radiator aperture or the slit plate of the X-ray filter and a slot opening without filter can be targeted in the beam path and extended. As a result, a computed tomography system can be operated both in a standard mode and in a dual-energy mode. The radiator aperture or a component of the radiator aperture, z. B. a slot plate comprises at least two slot openings, which are provided for forming the fan beam and can be easily replaced, which also existing standard computed tomography devices for dual-energy recordings can be retrofitted. The slot openings are formed by movement of the radiator aperture or a component comprising the slot openings of the radiator aperture, z. B. a slot plate, positionable. Preferably, a plurality of slot openings are provided with different dimensions and / or different X-ray filters, which can be positioned in the fan beam by the movement of the radiator aperture or a component of the radiator aperture comprising the slot openings. The different X-ray filters are selected with regard to their material and / or their thickness for different requirements or applications.

Vorzugsweise deckt dabei der Röntgenfilter der Strahlerblende die eine Schlitzöffnung vollständig ab. Dadurch deckt der Röntgenfilter, wenn er im Strahlengang der Röntgenquelle angeordnet ist, den vollständigen gewünschten Bereich des Röntgendetektors in zwei definierten Erstreckungsrichtungen des Röntgendetektors ab. Die Erstreckungsrichtungen sind hierbei die φ-Richtung des Röntgendetektors, d. h. die Längsrichtung des Röntgendetektors und die Z-Richtung, d. h. die Querrichtung des Röntgendetektors. Der gewünschte Bereich wird durch die Abmessungen der gewählten Schlitzöffnung definiert und ist bekannt.Preferably, the X-ray filter of the radiator aperture completely covers one slot opening. As a result, the X-ray filter, when it is arranged in the beam path of the X-ray source, covers the entire desired area of the X-ray detector in two defined extension directions of the X-ray detector. The directions of extension here are the φ-direction of the X-ray detector, d. H. the longitudinal direction of the X-ray detector and the Z direction, d. H. the transverse direction of the X-ray detector. The desired range is defined by the dimensions of the selected slot opening and is known.

Besonders bevorzugt ist der Röntgenfilter fest an der Strahlerblende angeordnet. Besonders bevorzugt ist der Röntgenfilter der Röntgenquelle zugewandt angeordnet.Particularly preferably, the X-ray filter is fixedly arranged on the radiator screen. Particularly preferably, the X-ray filter is arranged facing the X-ray source.

Unter Röntgenstrahlung wird hierbei die Strahlung verstanden, die aufgrund einer zwischen einer Anode und einer Kathode im Röntgenstrahler angelegten Röhrenspannung entsteht und vom Röntgenstrahler nach Art eines Strahlenfächers emittiert wird. Diese Röntgenstrahlung weist ein Spektrum auf, dessen Maximum in keV dem Maximum der Röhrenspannung in kV entspricht. Durch den Einsatz des Röntgenfilters werden zwei zeitlich aufeinander folgende Strahlenfächer erzeugt, nämlich ein ungefilterter und ein gefilterter Strahlenfächer, welche unterschiedliche Röntgenspektren aufweisen und welche nacheinander den Patienten durchdringen und anschließend vom Röntgendetektor detektiert werden. Die Erzeugung des gefilterten Strahlenfächers erfolgt durch die Positionierung der Strahlerblende derart, dass der Röntgenfilter im Strahlengang der Strahlungsquelle derart angeordnet ist, dass er den vollständigen Strahlenfächer abdeckt. Der ungefilterte Strahlenfächer ist dabei die ursprüngliche Röntgenstrahlung, welche durch die Röhrenspannung bestimmt ist. Die Änderung des Röntgenspektrums des gefilterten Strahlenfächers ist abhängig von der Ausgestaltung des Röntgenfilters, insbesondere vom eingesetzten Material und von der Dicke des Filtermaterials, die von der Röntgenstrahlung zu durchdringen ist.In this case, X-ray radiation is understood to mean the radiation which arises due to a tube voltage applied between an anode and a cathode in the X-ray source and is emitted by the X-ray source in the manner of a fan of light. This X-ray has a spectrum whose maximum in keV corresponds to the maximum of the tube voltage in kV. The use of the X-ray filter produces two temporally successive fan beams, namely an unfiltered and a filtered fan beam, which have different X-ray spectra and which successively penetrate the patient and are subsequently detected by the X-ray detector. The generation of the filtered fan beam is effected by the positioning of the radiator aperture such that the X-ray filter is arranged in the beam path of the radiation source such that it covers the complete fan beam. The unfiltered fan beam is the original X-ray radiation, which is determined by the tube voltage. The change in the X-ray spectrum of the filtered fan beam is dependent on the configuration of the X-ray filter, in particular on the material used and on the thickness of the filter material to be penetrated by the X-ray radiation.

Da die Position der Schlitzöffnungen der Strahlerblende und somit des Röntgenfilters im Strahlengang zeitlich bekannt ist, können die vom Röntgendetektor aufgenommenen Daten den beiden Strahlenfächern unterschiedlicher Röntgenspektren zugeordnet werden. Durch diese Zuordnung erhält man zwei Datensätze mit spezifischem Informationsgehalt, mit deren Hilfe insbesondere das durchstrahlte Gewebe oder Material des Untersuchungsbereichs bestimmt wird. Im Hinblick auf eine besonders genaue Auswertung der vom Röntgendetektor erhaltenen Daten ist bevorzugt die Position der Strahlerblende des Röntgenstrahlers mit der Position des Röntgendetektors derart korreliert, dass bei der Auswertung eine Zuordnung vorliegt zu welchem Strahlenfächer die Daten zuzuordnen sind. Die Zuordnung der aufgenommenen Daten des Röntgendetektors ist durch die Korrelation mit der Position des Röntgenfilters zu jedem Zeitpunkt bekannt und wird für eine Echtzeit-Auswertung herangezogen.Since the position of the slot openings of the radiator diaphragm and thus of the X-ray filter in the beam path is known in time, the data recorded by the X-ray detector can be assigned to the two beam fans of different X-ray spectra. This assignment results in two data sets with specific information content, with the help of which in particular the irradiated tissue or material of the examination area is determined. With regard to a particularly accurate evaluation of the data obtained by the X-ray detector, the position of the radiator aperture of the X-ray emitter is preferably correlated with the position of the X-ray detector in such a way that an evaluation is available for the evaluation Fan beams the data are to be assigned. The assignment of the recorded data of the X-ray detector is known by the correlation with the position of the X-ray filter at any time and is used for a real-time evaluation.

Die vorgeschlagene Lösung zur Gewinnung von Dual-Energy-Aufnahmen ist besonders günstig, weil keine doppelten Komponenten des Computertomographiegerätes erforderlich sind, wie zum Beispiel zwei mit unterschiedlichen Röntgenspannungen betriebene Röntgenquellen und zwei Röntgendetektoren. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Strahlerblende zum Nachrüsten von herkömmlichen Computertomographiegeräten eingesetzt werden, indem die Strahlerblende lediglich ausgetauscht wird und entsprechend zur Verstärkung der Differenzierung der Röntgenspektren in einem Dual-Energy-Verfahren eingesetzt wird, in welchem die Röhrenspannung einer einzigen Röntgenstrahlungsquelle zwischen zwei direkt hintereinander ausgeführten Scans oder Positionen des Röntgenstrahlers alternierend umgeschaltet wird. Alternativ kann die erfindungsgemäße Strahlerblende zum Nachrüsten von herkömmlichen Computertomographiegeräten eingesetzt werden, indem die Strahlerblende lediglich ausgetauscht wird und entsprechend zur Erzeugung der Differenzierung der Röntgenspektren in einem Dual-Energy-Verfahren eingesetzt wird, in welchem eine einzige Röntgenstrahlungsquelle mit einer konstanten Röhrenspannung betrieben wird. Die vorgeschlagenen Lösungen zur Gewinnung von Dual-Energy-Aufnahmen verbessern ein Single-Source-Computertomographiegerät mit Dual-Energy-Aufnahmemöglichkeit beziehungsweise machen ein Single-Source-Computertomographiegerät zum Dual-Energy-Scanner auf technisch einfachem Weg. Dadurch wird ermöglicht, dass sich Dual-Energy-Aufnahmen auf breiter Basis im klinischen Alltag etablieren können.The proposed solution for obtaining dual-energy images is particularly favorable because no duplicate components of the computed tomography device are required, such as two X-ray sources operated with different X-ray voltages and two X-ray detectors. In addition, the radiator diaphragm according to the invention can be used for retrofitting of conventional computed tomography devices by the emitter aperture is merely replaced and is used to enhance the differentiation of the X-ray spectra in a dual-energy method in which the tube voltage of a single X-ray source between two running directly behind each other Scans or positions of the X-ray source is switched alternately. Alternatively, the radiator diaphragm according to the invention can be used to retrofit conventional computed tomography devices by merely exchanging the radiator diaphragm and correspondingly being used to produce the differentiation of the X-ray spectra in a dual-energy method in which a single X-ray radiation source is operated with a constant tube voltage. The proposed solutions for obtaining dual-energy recordings improve a single-source computed tomography device with dual-energy recording capability or make a single-source computed tomography device for dual-energy scanners in a technically simple way. This will allow dual-energy imaging to become widely established in clinical practice.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante ist der Röntgenfilter zum Herausfiltern einer niederenergetischen Röntgenstrahlung wahlweise aus Zinn, Aluminium, Kupfer, Titan oder Wolfram ausgebildet. Unter niederenergetischer Röntgenstrahlung wird hierbei insbesondere das Röntgenspektrum bis zur Maximalintensität der emittierten, ungefilterten Bremsstrahlung verstanden. Es erfolgt dabei eine sogenannte Aufhärtung der Röntgenstrahlung, d. h. die Röntgenstrahlung wird insgesamt geschwächt, wobei sich diese Schwächung verstärkt auf den niederenergetischen Anteil auswirkt und somit einen größeren Anteil der höher energetischen Röntgenstrahlung in der Verteilung im Röntgenspektrum bewirkt. Alternativ oder ergänzend ist es möglich die gewünschten Eigenschaften des Röntgenfilters durch eine passend gewählte Dicke des Filtermaterials einzustellen. Darüber hinaus kann der Röntgenfilter auch zwei- oder mehrlagig sein, d. h. er besteht aus zwei oder mehreren Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung, die eine Filtereinheit bilden, indem sie in Strahlungsrichtung übereinander gelegt sind, so dass sie nacheinander durchstrahlt werden. Abhängig von der Ausgestaltung des Röntgenfilters (Material, Dicke, etc.) wird eine Änderung des Röntgenspektrums bewirkt.According to a preferred embodiment, the X-ray filter for filtering out a low-energy X-ray radiation is optionally formed from tin, aluminum, copper, titanium or tungsten. In this case, low-energy X-ray radiation is understood to mean in particular the X-ray spectrum up to the maximum intensity of the emitted, unfiltered Bremsstrahlung. There is a so-called hardening of the X-radiation, d. H. the X-ray radiation is weakened overall, with this weakening having an increased effect on the low-energy content and thus causing a larger proportion of the higher-energy X-ray radiation in the distribution in the X-ray spectrum. Alternatively or additionally, it is possible to set the desired properties of the X-ray filter by a suitably selected thickness of the filter material. In addition, the X-ray filter can also be two or more layers, d. H. it consists of two or more layers of different composition, which form a filter unit by being superimposed in the direction of radiation, so that they are irradiated successively. Depending on the design of the X-ray filter (material, thickness, etc.), a change in the X-ray spectrum is effected.

Vorteilhafterweise umfasst die Strahlerblende mindestens ein Paar von Schlitzöffnungen mit und ohne Filter zur Formung des Strahlenfächers. Vorteilhafterweise umfasst die Strahlerblende mehrere Paare solcher Schlitzöffnungen mit und ohne Filter zur Formung des Strahlenfächers. Ein sogenanntes Paar besteht dabei aus einer ersten Schlitzöffnung mit gegebenen Abmessungen, welche keinen Röntgenfilter aufweist, sowie aus einer zweiten Schlitzöffnung, welche einen Röntgenfilter und die gleichen Abmessungen wie die erste Schlitzöffnung aufweist. Vorteilhafterweise werden Schlitzöffnungen gleicher Abmessungen aber einer unterschiedlichen Art, das heißt die Schlitzöffnungen ohne Filter einerseits und die Schlitzöffnungen mit Röntgenfilter anderseits, jeweils in zwei unterschiedlichen Bereichen der Strahlerblende angeordnet. Beispielsweise weist die Strahlerblende einen ersten und einen zweiten Bereich, welche untereinander in eine zur Längsrichtung der Strahlerblende senkrechten Richtung angeordnet sind. Beispielsweise sind zumindest alle Schlitzöffnungen, welche keinen Röntgenfilter aufweisen im ersten Bereich und zumindest alle Schlitzöffnungen, welche einen Röntgenfilter aufweisen, im zweiten Bereich der Strahlerblende angeordnet. In einer besonderen Ausführungsform deckt der Röntgenfilter den Bereich der Strahlerblende, in welchem zumindest alle Schlitzöffnungen, welche einen Röntgenfilter aufweisen, angeordnet sind. Dadurch wird die Herstellung der Strahlerblende vereinfacht. Vorzugsweise ist dabei der Abstand zwischen zwei Schlitzöffnungen gleicher Abmessungen mit und ohne Filter für jedes Schlitzöffnungen-Paar identisch. Alternativ sind die Paare der unterschiedlichen Bereiche symmetrisch um die Grenze zwischen den zwei Bereichen angeordnet. Die Grenze zwischen den zwei unterschiedlichen Bereichen ist beispielsweise eine Mittellinie der Strahlerblende oder der Schlitzplatte in Längsrichtung.Advantageously, the radiator aperture comprises at least one pair of slot openings with and without filters for shaping the fan beam. Advantageously, the radiator diaphragm comprises a plurality of pairs of such slot openings with and without filters for shaping the fan beam. A so-called pair consists of a first slot opening of given dimensions, which has no X-ray filter, and of a second slot opening, which has an X-ray filter and the same dimensions as the first slot opening. Advantageously, slot openings of the same dimensions but a different type, that is, the slot openings without filter on the one hand and the slot openings with X-ray filter on the other hand, each arranged in two different areas of the radiator screen. For example, the radiator diaphragm has a first and a second region, which are arranged one below the other in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the radiator diaphragm. For example, at least all slit openings which have no X-ray filter in the first region and at least all slot openings which have an X-ray filter are arranged in the second region of the radiator diaphragm. In a particular embodiment, the X-ray filter covers the region of the radiator aperture, in which at least all slot openings, which have an X-ray filter, are arranged. As a result, the production of the radiator aperture is simplified. Preferably, the distance between two slot openings of the same dimensions with and without filters for each pair of slot openings is identical. Alternatively, the pairs of the different regions are arranged symmetrically about the boundary between the two regions. The boundary between the two different regions is, for example, a center line of the radiator aperture or the slit plate in the longitudinal direction.

In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung sind Schlitzöffnungen unterschiedlicher Art, das heißt zumindest eine Schlitzöffnung ohne Filter einerseits und zumindest eine Schlitzöffnung mit Röntgenfilter anderseits, nebeneinander angeordnet. Vorteilhafterweise sind alle Schlitzöffnungen unterschiedlicher Art in dieser Weise angeordnet. Vorzugsweise ist dabei der Abstand zwischen zwei Schlitzöffnungen gleicher Abmessungen mit und ohne Filter für jedes zusammengehörendes Schlitzöffnungen-Paar identisch.In an alternative advantageous embodiment, slot openings of different types, that is, at least one slot opening without a filter on the one hand and at least one slot opening with an X-ray filter on the other hand, arranged side by side. Advantageously, all slot openings of different types are arranged in this way. Preferably, the distance between two slot openings of the same dimensions with and without filters for each pair of matching slot openings is identical.

In einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Strahlerblende weist die Strahlerblende dabei mindestens eine weitere Schlitzöffnung ohne Filter zur Begrenzung des Strahlenfächers auf. Dadurch können Schlitzöffnungen für die Formung der jeweiligen Schichtdicken des auszuführenden, gewünschten Scans der Strahlerblende zur Verfügung gestellt werden, welche nur für einen Normalmodus oder einen Dual-Energy-Modus des Computertomographiegerätes ohne Verbesserung der Röntgendifferenzierung durch einen zusätzlichen Röntgenfilter vorgesehen sind. Dies ermöglicht eine einfache, kostengünstige Gestaltung der Strahlerblende, wobei die Durchführung eines Dual-Energy-Verfahrens zumindest für eine gewisse Schichtdicke des auszuführenden, gewünschten Scans realisierbar ist. In a further advantageous development of the radiator diaphragm according to the invention, the radiator diaphragm has at least one further slot opening without a filter for delimiting the fan beam. As a result, slot openings can be made available for shaping the respective layer thicknesses of the desired scan of the radiator aperture to be executed, which are provided only for a normal mode or a dual-energy mode of the computed tomography apparatus without improving the x-ray differentiation by means of an additional x-ray filter. This allows a simple, cost-effective design of the radiator aperture, wherein the implementation of a dual-energy method can be realized at least for a certain layer thickness of the desired scan to be performed.

Die in Bezug auf die Strahlerblende angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auf das Computertomographiegerät und auf das Verfahren zum Steuern des Computertomographiegeräts zu übertragen.The advantages and preferred embodiments stated with regard to the radiator screen are to be transferred analogously to the computed tomography apparatus and to the method for controlling the computed tomography apparatus.

Vorzugsweise ist das Computertomographiegerät in einem Normalbetrieb ohne Röntgenfilter und in einem Dual-Energy-Modus mit oder ohne Röntgenfilter betreibbar. Insbesondere ist das Computertomographiegerät in einem Dual-Energy-Modus mit sequentiellem Scan oder Spiral-Scan betreibbar.Preferably, the computed tomography device is operable in a normal mode without X-ray filter and in a dual-energy mode with or without X-ray filter. In particular, the computed tomography device is operable in a dual-energy mode with sequential scan or spiral scan.

In einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Computertomographiegerätes sind die Schlitzöffnungen der Strahlerblende derart bewegbarbar, z. B. verfahrbar, angeordnet, dass während einer vollständigen Rotation des Röntgenstrahlers mindestens zwischen einer ersten Position, in der eine Schlitzöffnung mit Filter im Strahlengang der Röntgenquelle des Röntgenstrahlers positioniert ist, und einer zweiten Position, in der eine Schlitzöffnung ohne Filter im Strahlengang der Röntgenquelle des Röntgenstrahlers positioniert ist, einstellbar ist. Dadurch wird die Durchführung oder die verbesserte Durchführung eines Dual-Energy-Aufnahmeverfahrens ermöglicht, in welchem ein Untersuchungsbereich während eines Teils der Rotation des Röntgenstrahlers mit einem Strahlenfächer aufweisend ein erstes Röntgenspektrum und während eines zweiten Teils der Rotation des Röntgenstrahlers mit einem zweiten Strahlenfächer aufweisend ein zweites Röntgenspektrum beleuchtet wird.In a further advantageous embodiment of the computed tomography device according to the invention, the slot openings of the radiator aperture are movable such. B. movable, arranged that during a complete rotation of the X-ray source at least between a first position in which a slot opening with a filter in the beam path of the X-ray source of the X-ray source is positioned, and a second position in which a slot opening without a filter in the beam path of the X-ray source of X-ray tube is positioned, is adjustable. This makes it possible to carry out or improve the implementation of a dual-energy recording method in which an examination area has a fan beam having a fan beam having a first X-ray spectrum during a part of the rotation of the X-ray and having a second fan beam having a second fan beam during a second part of the rotation X-ray spectrum is illuminated.

In einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Computertomographiegerätes sind die Schlitzöffnungen der Strahlerblende derart bewegbar angeordnet, dass sie während eines beliebigen Scans bei jeder Position des Röntgenstrahlers mindestens zwischen einer ersten Position, in der eine Schlitzöffnung mit Filter im Strahlengang der Röntgenquelle des Röntgenstrahlers positioniert ist, und einer zweiten Position, in der eine Schlitzöffnung ohne Filter im Strahlengang der Röntgenquelle des Röntgenstrahlers positioniert ist, verstellbar sind. Dadurch wird die Durchführung oder die verbesserte Durchführung eines Dual-Energy-Aufnahmeverfahrens ermöglicht, in welchem ein Untersuchungsbereich bei jeder Aufnahmeposition des Röntgenstrahlers zuerst mit einem Strahlenfächer aufweisend ein erstes Röntgenspektrum und anschließend mit einem zweiten Strahlenfächer aufweisend ein zweites Röntgenspektrum beleuchtet wird.In a further advantageous development of the computed tomography apparatus according to the invention, the slit openings of the radiator diaphragm are arranged to be movable during any scan at any position of the x-ray source at least between a first position in which a slot opening with filter is positioned in the beam path of the x-ray source of the x-ray source, and a second position in which a slot opening is positioned without a filter in the beam path of the X-ray source of the X-ray source, are adjustable. This makes it possible to carry out or improve the implementation of a dual-energy recording method in which an examination area is illuminated at each recording position of the X-ray source first with a beam fan having a first X-ray spectrum and then with a second beam fan having a second X-ray spectrum.

Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Steuern eines Computertomographiegeräts, wobei das Computertomographiegerät einen rotierbaren Röntgenstrahler zum Erzeugen eines Strahlenfächers und einen diametral gegenüber positionieren Röntgendetektor mit einer zugeordneten Auswerteeinheit umfasst, wobei der Röntgenquelle alternierend eine Schlitzöffnung der Strahlerblende mit und eine Schlitzöffnung ohne Filter nachgeschaltet wird, und wobei mit Hilfe der Schlitzöffnungen mit und ohne Filter alternierend ein ungefilterter und ein gefilterter Strahlenfächer ausgebildet wird, wobei die Strahlenfächer unterschiedliche Röntgenspektren aufweisen, und ein Messsignal des ungefilterten Strahlenfächers von einem Messsignal des gefilterten Strahlenfächers zur Gewinnung von Dual-Energy-Aufnahmen separat ausgewertet wird.The object is further achieved according to the invention by a method for controlling a computed tomography device, wherein the computed tomography device comprises a rotatable X-ray source for generating a beam fan and a diametrically opposite position X-ray detector with an associated evaluation, wherein the X-ray source alternately a slot opening of the radiator aperture with and a slot opening without a filter an unfiltered and a filtered fan beam is formed alternately with the aid of the slot openings with and without filters, the fan beams having different X-ray spectra, and a measurement signal of the unfiltered fan beam from a measurement signal of the filtered fan beam for obtaining dual-energy recordings is evaluated separately.

In einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während einer vollständigen Rotation des Röntgenstrahlers mindestens einmal eine Schlitzöffnung der Strahlerblende mit und mindestens einmal eine Schlitzöffnung der Strahlerblende ohne Filter der Röntgenquelle nachgeschaltet.In a further advantageous development of the method according to the invention, at least once a slot opening of the radiator aperture is connected downstream with at least one slot opening of the radiator aperture without a filter of the x-ray source during a complete rotation of the x-ray emitter.

In einer weiteren, vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während eines beliebigen Scans bei jeder Position des Röntgenstrahlers mindestens einmal eine Schlitzöffnung der Strahlerblende mit und mindestens einmal eine Schlitzöffnung der Strahlerblende ohne Filter der Strahlerblende nachgeschaltet.In a further advantageous development of the method according to the invention, at least once a slot opening of the radiator aperture is connected downstream with at least once a slot opening of the radiator aperture without a filter of the radiator aperture during any scan at each position of the X-ray emitter.

Dadurch wird die Durchführung oder die verbesserte Durchführung eines Dual-Energy-Aufnahmeverfahrens ermöglicht, in welchem ein Untersuchungsbereich mit einem Strahlenfächer aufweisend ein erstes Röntgenspektrum und mit einem zweiten Strahlenfächer aufweisend ein zweites Röntgenspektrum beleuchtet wird, wodurch umfangreiche materialspezifische Informationen über das gescannte Untersuchungsobjekt gewonnen werden.This makes it possible to carry out or improve the implementation of a dual-energy recording method in which an examination area with a fan beam having a first X-ray spectrum and with a second beam fan having a second X-ray spectrum is illuminated, thereby obtaining extensive material-specific information about the scanned examination subject.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal beispielhaft näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und stark vereinfacht sowie nicht zwingend maßstabsgetreu.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings by way of example with reference to exemplary embodiments. Here are the different figures identical components provided with identical reference numerals. The illustrations in the figures are schematic and greatly simplified and not necessarily true to scale.

Es zeigen:Show it:

1 in einer perspektivischen Ansicht einen erfindungsgemäßen Röntgenstrahler, 1 in a perspective view of an X-ray source according to the invention,

2 in einer Seitenansicht die Strahlerblende 3 der 1, 2 in a side view the radiator aperture 3 of the 1 .

3 in einer perspektivischen Ansicht eine Strahlerblende für einen erfindungsgemäßen Röntgenstrahler, 3 in a perspective view of a radiator aperture for an X-ray source according to the invention,

4 in einer perspektivischen Ansicht eine weitere Strahlerblende für einen erfindungsgemäßen Röntgenstrahler, 4 in a perspective view, another radiator aperture for an X-ray source according to the invention,

5 in einer perspektivischen Ansicht eine weitere Strahlerblende für einen erfindungsgemäßen Röntgenstrahler, und 5 in a perspective view, another radiator aperture for an X-ray source according to the invention, and

6 in einer perspektivischen Ansicht eine weitere Strahlerblende für einen erfindungsgemäßen Röntgenstrahler. 6 in a perspective view of another radiator aperture for an X-ray source according to the invention.

In 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßer Röntgenstrahler 1 dargestellt, welcher zur Erzeugung eines Strahlenfächers ausgebildet ist und welcher wenigstens eine Röntgenstrahlungsquelle (nicht dargestellt) und eine der Röntgenquelle nachgeschaltete und bezüglich der Röntgenquelle verfahrbare Strahlerblende 3 umfasst, die als Schlitzplatte ausgeführt ist. Die Strahlerblende weist eine plattenförmige Form auf sowie vier Schlitzöffnungen 4 zur Formung des Strahlenfächers. In anderen Ausführungsformen kann die Strahlerblende 3 neben der Schlitzplatte weitere Komponenten oder Bauteile umfassen. In diesem dargestellten Beispiel sind jeweils zwei Schlitzöffnungen 4 unterschiedlicher Breite in einem ersten 5 und in einem zweiten Bereich 6 der Strahlerblende 3 angeordnet, wobei beide Bereiche 5, 6 bei der Mittellinie der Strahlerblende in Längsrichtung 7 aneinander grenzen. In diesem Beispiel weisen die zwei Schlitzöffnungen 4' im zweiten Bereich 6 einen sich über den zweiten Bereich 6 erstreckenden Röntgenfilter 8 auf, mit welchem die durch diese Schlitzöffnungen 4' durchgehende Strahlung derart abgeschwächt wird, dass der Strahlungsfächer nach dem Durchgang ein Röntgenspektrum aufweist, welches sich von dem Röntgenspektrum der einfallenden Strahlung unterscheidet. Die Strahlerblende 3 ist entlang der Querrichtung, also senkrecht zur Längsrichtung der Strahlerblende, linear verfahrbar. Der Verfahrweg der Strahlerblende ist durch die durchgestrichelten Linien mit Pfeilen angedeutet. Dadurch kann eine bestimmte Schlitzöffnung 4 im Strahlengang der Röntgenquelle 2 angeordnet werden.In 1 schematically is an inventive X-ray source 1 shown, which is designed to generate a fan beam and which at least one X-ray source (not shown) and one of the X-ray source downstream and movable relative to the X-ray source emitter aperture 3 includes, which is designed as a slotted plate. The radiator aperture has a plate-like shape and four slot openings 4 for shaping the fan of light. In other embodiments, the radiator aperture 3 in addition to the slotted plate include other components or components. In this illustrated example, two slot openings each 4 different width in a first 5 and in a second area 6 the radiator aperture 3 arranged, both areas 5 . 6 at the center line of the radiator aperture in the longitudinal direction 7 border each other. In this example, the two slot openings 4 ' in the second area 6 one over the second area 6 extending X-ray filter 8th on, with which through these slot openings 4 ' continuous radiation is attenuated such that the radiation fan after the passage has an X-ray spectrum, which differs from the X-ray spectrum of the incident radiation. The radiator aperture 3 is linearly movable along the transverse direction, that is perpendicular to the longitudinal direction of the radiator aperture. The travel path of the radiator aperture is indicated by the dashed lines with arrows. This allows a specific slot opening 4 in the beam path of the X-ray source 2 to be ordered.

In 2 ist schematisch die Strahlerblende 3 des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers 1 der 1 in einer Seitenansicht dargestellt. Die Strahlerblende 3 weist dabei einen ersten Bereich 5 und einen zweiten Bereich 6 auf, welche bei der Mittellinie der Strahlerblende in Längsrichtung 7 aneinander grenzen. Im ersten Bereich 5 weisen die Schlitzöffnungen 4'' keinen Röntgenfilter auf. Im zweiten Bereich 6 weisen die Schlitzöffnungen 4' einen Röntgenfilter 8 auf, welcher sich über den ganzen zweiten Bereich 6 erstreckt. Der Röntgenfilter 8 ist an der Strahlerblende fest angeordnet. Der Röntgenfilter 8 ist an der Seite der Strahlerblende 3 angeordnet, welche der Röntgenquelle 2 zugewandt ist.In 2 is schematically the radiator aperture 3 of the X-ray emitter according to the invention 1 of the 1 shown in a side view. The radiator aperture 3 has a first area 5 and a second area 6 on, which at the center line of the radiator aperture in the longitudinal direction 7 border each other. In the first area 5 have the slot openings 4 '' no X-ray filter on. In the second area 6 have the slot openings 4 ' an x-ray filter 8th which extends over the entire second area 6 extends. The X-ray filter 8th is fixed to the radiator screen. The X-ray filter 8th is at the side of the radiator aperture 3 arranged, which the X-ray source 2 is facing.

In 3 ist schematisch eine weitere Ausführung der Strahlerblende 3 des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Die Strahlerblende 3 weist acht Schlitzöffnungen 4 auf. Dabei weisen jeweils zwei Schlitzöffnungen die gleichen Abmessungen auf. Von diesen Öffnungen 4 sind vier 4'' ohne Röntgenfilter 8 ausgebildet und befinden sich in einem ersten Bereich 5 der Strahlerblende 3. Den übrigen weiteren vier Schlitzöffnungen 4' ist ein Röntgenfilter 8 angeordnet, welcher die vollständige Fläche der vier Schlitzöffnungen 4' abdeckt. In einem nicht dargestellten Beispiel weist jede Schlitzöffnung 4' einen einzelnen Röntgenfilter 8 auf, welche ihre eigene Fläche abdeckt. Dabei können die unterschiedlichen Röntgenfilter 8 unterschiedliche Eigenschaften besitzen. Im dargestellten Beispiel sind die Anordnung und die Abmessungen der Schlitzöffnungen mit Filter 4' und ohne Filter 4'' identisch und lediglich bezüglich der Mittellinie 7 der Strahlerblende in Längsrichtung um einen Abstand d linear verschoben. Dadurch ist der Abstand d zwischen zwei Schlitzöffnungen gleicher Abmessungen mit und ohne Filter für jedes Schlitzöffnung-Paar 4', 4'' identisch.In 3 is schematically another embodiment of the radiator aperture 3 of the X-ray emitter according to the invention 1 shown in a perspective view. The radiator aperture 3 has eight slot openings 4 on. In each case two slot openings have the same dimensions. From these openings 4 are four 4 '' without X-ray filter 8th trained and located in a first area 5 the radiator aperture 3 , The remaining four slot openings 4 ' is an x-ray filter 8th arranged, which is the full area of the four slot openings 4 ' covers. In an example, not shown, each slot opening 4 ' a single X-ray filter 8th which covers its own area. The different X-ray filters can do this 8th have different properties. In the example shown, the arrangement and dimensions of the slot openings with filter 4 ' and without filters 4 '' identical and only with respect to the center line 7 the radiator diaphragm is displaced linearly in the longitudinal direction by a distance d. Thereby, the distance d between two slot openings of the same dimensions with and without filter for each slot opening pair 4 ' . 4 '' identical.

In 4 ist schematisch eine weitere Ausführung der Strahlerblende 3 des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Die Strahlerblende 3 weist acht Schlitzöffnungen 4 auf. Dabei weisen jeweils zwei Schlitzöffnungen die gleichen Abmessungen auf. Von diesen Öffnungen 4 sind vier 4'' ohne Röntgenfilter 8 ausgebildet und befinden sich in einem ersten Bereich 5 der Strahlerblende 3. Den übrigen weiteren vier Schlitzöffnungen 4' ist ein Röntgenfilter 8 angeordnet, welcher die vollständige Fläche der vier Schlitzöffnungen 4' abdeckt. In einem nicht dargestellten Beispiel weist jede Schlitzöffnung 4' einen einzelnen Röntgenfilter 8 auf, welche ihre eigene Fläche abdeckt. Dabei können die unterschiedlichen Röntgenfilter 8 unterschiedliche Eigenschaften besitzen. Im dargestellten Beispiel sind die Anordnung und die Abmessungen der Schlitzöffnungen mit Filter 4' und ohne Filter 4'' identisch und lediglich symmetrisch bezüglich der Mittellinie 7 der Strahlerblende in Längsrichtung ausgebildet. Dadurch wird der Abstand d zwischen zwei Schlitzöffnungen gleicher Abmessungen mit und ohne Filter für jedes Schlitzöffnung-Paar 4', 4'' nach außen hin größer.In 4 is schematically another embodiment of the radiator aperture 3 of the X-ray emitter according to the invention 1 shown in a perspective view. The radiator aperture 3 has eight slot openings 4 on. In each case two slot openings have the same dimensions. From these openings 4 are four 4 '' without X-ray filter 8th trained and located in a first area 5 the radiator aperture 3 , The remaining four slot openings 4 ' is an x-ray filter 8th arranged, which is the full area of the four slot openings 4 ' covers. In an example, not shown, each slot opening 4 ' a single X-ray filter 8th which covers its own area. The different X-ray filters can do this 8th have different properties. In the example shown, the arrangement and dimensions of the slot openings with filter 4 ' and without filters 4 '' identical and only symmetrical with respect to the center line 7 the emitter aperture formed in the longitudinal direction. Thereby, the distance d between two slot openings of the same dimensions with and without filter for each slot opening pair 4 ' . 4 '' bigger towards the outside.

In 5 ist schematisch eine weitere Ausführung der Strahlerblende 3 des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Die Strahlerblende 3 weist acht Schlitzöffnungen 4 auf. Dabei weisen jeweils zwei Schlitzöffnungen die gleichen Abmessungen auf. Von diesen Öffnungen 4 sind vier 4'' ohne Röntgenfilter 8 ausgebildet und den übrigen weiteren vier Schlitzöffnungen 4' ist jeweils ein Röntgenfilter 8 angeordnet, welcher die vollständige Fläche der jeweiligen Schlitzöffnung 4' abdeckt. Ferner sind Schlitzöffnungen gleicher Abmessungen mit und ohne Filter 4', 4'' paarweise nebeneinander angeordnet. Dadurch erfolgt ein geordneter Aufbau der Strahlerblende, bei welchem zu jeder Schlitzöffnung ohne Röntgenfilter 4'' die zugehörige Schlitzöffnung mit Röntgenfilter 4'' danebenliegt. Im dargestellten Beispiel ist zudem der Abstand zwischen zwei zueinander gehörigen Schlitzöffnungen gleicher Abmessungen gleich gewählt.In 5 is schematically another embodiment of the radiator aperture 3 of the X-ray emitter according to the invention 1 shown in a perspective view. The radiator aperture 3 has eight slot openings 4 on. In each case two slot openings have the same dimensions. From these openings 4 are four 4 '' without X-ray filter 8th formed and the remaining four slot openings 4 ' is in each case an X-ray filter 8th arranged, which is the complete area of the respective slot opening 4 ' covers. Furthermore, slot openings of the same dimensions with and without filters 4 ' . 4 '' arranged in pairs next to each other. This results in an orderly structure of the radiator aperture, in which at each slot opening without X-ray filter 4 '' the associated slot opening with X-ray filter 4 '' Next to it is. In the example shown, the distance between two mutually corresponding slot openings of the same dimensions is also chosen to be the same.

Im dargestellten Beispiel weist jede Schlitzöffnung 4' einen einzelnen Röntgenfilter 8 auf, welcher ihre vollständige Fläche abdeckt. Dabei können die unterschiedlichen Röntgenfilter 8 unterschiedliche Eigenschaften besitzen.In the example shown, each slot opening 4 ' a single X-ray filter 8th which covers its entire area. The different X-ray filters can do this 8th have different properties.

In 6 ist schematisch eine weitere Ausführung der Strahlerblende 3 des erfindungsgemäßen Röntgenstrahlers 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Die Strahlerblende 3 weist fünf Schlitzöffnungen 4 auf. Dabei weisen vier Schlitzöffnungen ohne Filter 4'' unterschiedliche Abmessungen auf, so dass vier unterschiedliche Schichtdicken für einen Scan ausgewählt werden können. Weiterhin weist die Strahlerblende eine Schlitzöffnung mit Filter 4' auf, welche die gleichen Abmessungen wie eine der vier Schlitzöffnungen 4' aufweist. Im dargestellten Beispiel sind die zwei Schlitzöffnungen gleicher Abmessungen mit und ohne Filter nebeneinander ausgebildet. In einem nicht dargestellten Beispiel sind die zwei Schlitzöffnungen gleicher Abmessungen mit und ohne Filter in einem beliebigen Abstand weg voneinander ausgebildet, wobei dazwischen sich eine beliebige Anzahl an Schlitzöffnungen ohne Filter 4'' befinden können. Dadurch wird ein Dual-Energy-Verfahren für eine feste Scanschichtdicke ermöglicht, wobei für den Normalbetrieb weitere Schichtdicken zur Verfügung stehen. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Gestaltung der Strahlerblende und des Strahlers insgesamt und eröffnet mit einfachen Mitteln die Möglichkeit eines Dual-Energy-Verfahrens oder einer Verbesserung davon.In 6 is schematically another embodiment of the radiator aperture 3 of the X-ray emitter according to the invention 1 shown in a perspective view. The radiator aperture 3 has five slot openings 4 on. There are four slot openings without filters 4 '' different dimensions, so that four different layer thicknesses can be selected for a scan. Furthermore, the radiator aperture has a slot opening with filter 4 ' on which the same dimensions as one of the four slot openings 4 ' having. In the example shown, the two slot openings of the same dimensions with and without filters are formed side by side. In an example, not shown, the two slot openings of the same dimensions are formed with and without filters at an arbitrary distance away from each other, with any number of slot openings without filter between them 4 '' can be located. This enables a dual-energy method for a fixed scan layer thickness, with further layer thicknesses being available for normal operation. This allows a simple and cost-effective design of the radiator aperture and the radiator as a whole and opens up the possibility of a dual-energy method or an improvement thereof with simple means.

Claims

Computed tomography apparatus comprising a rotatable X-ray source ( 1 ) with a radiator aperture ( 3 ) for limiting and shaping an X-ray fan emanating from an X-ray source and a diametrically opposite X-ray detector with an associated evaluation unit, wherein the radiator shutter ( 3 ) at least two with respect to the X-ray source movable slot openings ( 4 ' . 4 '' ) of the same dimensions for limiting the fan beam, wherein in the region of one of the slot openings ( 4 ' ) an X-ray filter ( 8th ), wherein the at least two slot openings ( 4 ' . 4 '' ) the radiator aperture ( 3 ) are movable in operation, so that alternately a slot opening ( 4 ' ) with X-ray filter ( 8th ) in the beam path of the X-ray source of the X-ray source ( 1 ) and a slot opening ( 4 '' ) without X-ray filter ( 8th ) in the beam path of the X-ray source of the X-ray source ( 1 ), so that an examination area is successively irradiated by beam compartments of different X-ray spectra and wherein the evaluation unit is adapted to separately evaluate a measurement signal of the unfiltered beam fan from a measurement signal of the filtered beam fan to obtain dual-energy recordings.

Computed tomography device according to claim 1, wherein the X-ray filter ( 8th ) the complete area of the slot opening ( 4 ' ) covers.

Computed tomography device according to one of the preceding claims, wherein the at least two movable with respect to the X-ray source slot openings ( 4 ' . 4 '' ) are arranged in a slot plate.

Computed tomography device according to one of the preceding claims, wherein the X-ray filter ( 8th ) fixed to the radiator aperture ( 3 ) and the X-ray source is arranged facing.

Computed tomography device according to one of the preceding claims, wherein the X-ray filter ( 8th ) is optionally formed of tin, aluminum, copper, titanium or tungsten.

Computed tomography device according to one of the preceding claims, comprising a plurality of pairs of slot openings with ( 4 ' ) and without ( 4 '' ) X-ray filter ( 8th ), wherein the slot openings ( 4 ' . 4 '' ) of a pair each have the same dimensions and wherein the slot openings ( 4 '' ) without X-ray filter ( 8th ) and the slot openings ( 4 ' ) With X-ray filter ( 8th ) in two different areas ( 5 . 6 ) the radiator aperture ( 3 ) are arranged.

Computed tomography device according to claim 6, wherein the X-ray filter ( 8th ) the area ( 6 ) the radiator aperture ( 3 ), in which at least all slot openings ( 4 ' ), which an X-ray filter ( 8th ) are arranged, completely covering.

Computed tomography device according to one of the preceding claims, comprising a plurality of pairs of slot openings each with ( 4 ' ) and without ( 4 '' ) X-ray filter ( 8th ), wherein the slot openings ( 4 ' . 4 '' ) of a pair each have the same dimensions and wherein the slot openings ( 4 '' ) without X-ray filter ( 8th ) and the slot openings ( 4 ' ) with X-ray filter ( 8th ), which have the same dimensions, are arranged side by side.

A computed tomography apparatus according to any one of claims 6 to 8, wherein the distance (d) between the slot openings of a pair with ( 4 ' ) and without ( 4 '' ) X-ray filter ( 8th ) and is the same size for each pair.

Computed tomography device according to one of the preceding claims, comprising at least one further slot opening ( 4 '' ) without X-ray filter ( 8th ) to limit the fan beam.

Computed tomography device according to one of the preceding claims, wherein the slot openings ( 4 ' . 4 '' ) is arranged such that it can be moved during any scan at any position of the X-ray source ( 1 ) at least between a first position in which a slot opening ( 4 ' ) with X-ray filter ( 8th ) in the beam path of the X-ray source of the X-ray source ( 1 ) and a second position in which a slot opening ( 4 '' ) without X-ray filter ( 8th ) in the beam path of the X-ray source of the X-ray source ( 1 ) is adjustable.

Method for controlling a computed tomography device according to one of the preceding claims, wherein the computed tomography device comprises a rotatable x-ray emitter ( 1 ) with downstream radiator aperture ( 3 ) for generating a fan beam and a diametrically opposite positioned X-ray detector with an associated evaluation unit, wherein - the X-ray source alternately a slot opening ( 4 ' ) the radiator aperture ( 3 ) with and a slot opening ( 4 '' ) without X-ray filter ( 8th ), - with the aid of the slot openings with ( 4 ' ) and without ( 4 '' ) X-ray filter ( 8th ) alternately a filtered and an unfiltered fan beam is formed, wherein the beam fans have different X-ray spectra, and - a measurement signal of the filtered beam fan is evaluated separately from a measurement signal of the unfiltered fan beam to obtain dual-energy recordings.

Method according to claim 12, wherein during a complete rotation of the X-ray source ( 1 ) at least once a slot opening ( 4 ' ) the radiator aperture ( 3 ) with and at least once a slot opening ( 4 '' ) the radiator aperture ( 3 ) without X-ray filter ( 8th ) is connected downstream of the X-ray source.

The method of claim 12, wherein during any scan at each position of the x-ray source ( 1 ) at least once a slot opening ( 4 ' ) the radiator aperture ( 3 ) with and at least once a slot opening ( 4 '' ) the radiator aperture ( 3 ) without X-ray filter ( 8th ) is connected downstream of the X-ray source.