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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Computertomographie-Bildgebungssysteme.
Mehr im Einzelnen bezieht sich die Erfindung auf Geometrien und
Bauweisen von stationären Computertomographie-Systemen,
bei denen ein Detektor und ein verteiltes Quellenelement in einem Scanner
eines Bildgebungssystems fest angeordnet sind.
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Es
gibt viele Anwendungen für
Computertomographie-Bildgebungssysteme. In den letzten Dekaden entwickelt,
bilden solche Bildgebungssysteme ein kraftvolles Werkzeug zur Bildgabe
von inneren Merkmalen von interessierenden Objekten, die typischerweise
als Schichten (slices) und Volumen wiedergegeben werden. Im Allgemeinen
bestehen die Systeme aus einer Quelle, die eine Strahlung durch das
interessierende Objekt hindurch auf einen Detektor richtet. Wenngleich
die Quelle jede Art von Strahlung, die das interessierende Subjekt
durchdringen kann, aufweisen kann, ist in der vorlie genden Beschreibung
einer Röntgenstrahlquelle
besondere Beachtung geschenkt. Die Röntgenstrahlquelle und der Detektor
sind bei traditionellen Systemen auf einer umlaufenden Gantry angeordnet
und mit einer verhältnismäßig hohen
Drehgeschwindigkeit in Umlauf versetzt, etwa in der Größenordnung
von zwei Umläufen
pro Sekunde, wenngleich auch schnellere und langsamere Geschwindigkeiten
verwendet werden. Messwerte der auf die Detektoren auftreffenden Röntgenstrahlenintensität werden
während
des Umlaufs an vielen Stellen akquiriert und können dann für eine spätere Analyse und Verarbeitung
gespeichert werden. Die Systeme berechnen daraus brauchbare, rekonstruierte
Bilder, indem sie die akquirierten Insensitätsmesswerte so verarbeiten,
dass die Bestimmung des Ortes der Merkmale in dem Subjekt bestimmt
werden kann. Wenngleich Varianten dieser grundsätzlichen Bauweise schon vorgeschlagen wurden
und auch gegenwärtig
in Benutzung sind, so nutzen die gebräuchlichen Technologien, doch
die Umlaufbewegung der Quelle und des Detektors aus, wobei Akquisitionsfenster
gewählt
werden und eine spezielle Verarbeitung der Daten dazu dient, die
Klarheit der rekonstruierten Bilder zu verbessern.
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Während solche
Einrichtungen sich als besonders zweckmäßig bei der Identifizierung
von interessierenden Merkmalen in einem Subjekt erwiesen haben,
sind sie doch durch die Notwendigkeit beschränkt, die Quellen- und Detektorelemente
umlaufen zu lassen. Zu Röntgenstrahlquellen
zählen
typischerweise gebräuchliche
Röntgenröhren, die
ein beträchtliches
Gewicht aufweisen und die während der
Umlaufbewegung mit Energie versorgt und gekühlt werden müssen. In ähnlicher
Weise werden auch die Detektoren zunehmend voluminös, weil
sie das Betrachtungsfeld (field ov view) des bildgebenden Systems
bei höheren
Auflösungen
umfassen und mehrere Reihen enthalten, um beträchtliche Datenmengen während einer
Untersuchung zu erlangen. Außerdem
müssen
die den Detektoren zugeordneten Schaltungen zur Ausführung der
Datenakquisition und der anfänglichen
Verarbeitung ebenfalls mit den Detektoren in Umlauf versetzt werden.
Es sind deshalb erhebliche konstruktive Anstrengungen erforderlich,
um ein sorgfältig
ausgewuchtetes System mit Leistungs- und Datenübertragungsverbindungen zusammen
mit den Mechanismen zur Ableitung der während des Betriebs erzeugten
Wärme herzustellen.
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Es
besteht gegenwärtig
ein Bedürfnis
nach verbesserten Systemauslegungen in der Computertomographie.
Insbesondere besteht ein deutliches Bedürfnis für eine Konstruktion, die die
Belastungen bei der Umlaufbewegung erleichtern oder sogar die Notwendigkeit
entfallen lassen können,
alle Systemkomponenten gemeinsam umlaufen zu lassen. Es besteht
ein besonderes Bedürfnis
nach Systemen, die Bilder hoher Qualität erzeugen können, während sie
die mechanischen, elektrischen, thermischen und anderen Probleme
verringern, die mit der Umlaufbewegung einer Quelle und eines Detektors
verbunden sind.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung schafft neue Geometrien und Konfigurationen
für Computertomographie(CT-)-Systeme,
die diesen Bedürfnissen
genügen.
Die Technik kann in einem weiten Bereich von Einrichtungen, einschließlich im
Zusammenhang mit medizinischer Diagnose, Teileuntersuchung, Paket- und Gepäckhandhabungsanwendungen
und dergleichen eingesetzt werden. Die vorliegenden Techniken gestatten
es, verteilte Röntgenstrahlquellen
und Detektoren in ein System einzubauen, ohne dass die Notwendigkeit
besteht, die Quellen oder die Detektoren in Umlauf zu versetzen.
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Es
werden verschiedene zweckentsprechende Konfigurationen verteilter
Quellen und Detektoren geschaffen, von denen einige in gegenseitiger
Zuordnung dazu verwendet werden können, die Bilddatenqualität zu verbessern,
die Vollständigkeit
der akquirierten Daten zur Rekonstruktionszwecken zu erhöhen, einen
Erfassungsbereich für
exzellent rekonstruierte Bilder zu erzielen und dergleichen. Die
Technik kann mit einer Menge nach verschiedenen Techniken arbeitenden
Emittern oder Quellen eingesetzt werden, die speziell oder ausschließlich dazu
benutzt werden können,
Strahlung in Strahlenform für
bildgebende Untersuchungen zu erzeugen. In ähnlicher Weise kann die Technik
mit einem weiten Bereich von Detektorbauweisen eingesetzt werden,
wobei viele der Geometrien auf Detektorelementen gebräuchlicher
Konstruktion beruhen. Wenngleich gewisse Elemente des Systems wie
Kollimatoren und andere Elemente umlaufen können, ermöglicht es die vorliegende Technik
wesentlichen Elementen, d.h. Quelle und dem Detektor während der
Untersuchungssequenzen im Wesentlichen stationär zu bleiben.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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1 ist
eine schematische Veranschaulichung eines beispielhaften stationären CT-Systems gemäß Aspekten
der vorliegenden Technik;
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2 ist
eine schematische Veranschaulichung einer beispielhaften verteilten
Quelle zur Verwendung bei einem System der in 1 veranschaulichten
Art;
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3 ist
eine schematische Veranschaulichung eines Teils eines Detektors
zur Verwendung bei dem System nach 1;
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4 ist
eine schematische Veranschaulichung einer ersten Ausführungsform
einer stationären
CT-Konfiguration die eine Ringquelle und einen Ringdetektor aufweist;
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5 ist
eine weitere Konfiguration, die eine Ringquelle, einen Ringdetektor
und linienförmige Quellen
benutzt;
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6 ist
eine alternative Konfiguration, die eine Ringquelle zwischen zwei
Ringdetektoren benutzt;
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7 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die eine Ringquelle zwischen zwei Ringdetektoren mit linienförmigen Quellen
benutzt;
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8 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die ein Paar Ringquellen mit einem Ringdetektor benutzt;
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9 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die ein Paar Ringquellen und linienförmige Quellen mit einem Ringdetektor
benützt.
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10 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die ein Paar Teilringquellen mit einem Ringdetektor benutzt;
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11 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die Teilringquellen und linienförmige
Quellen mit einem Ringdetektor benutzt;
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12 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die eine Reihe von Ringquellen und einen Ringdetektor benutzt;
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13 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die eine Reihe Ringquellen und linienförmiger Quellen mit einem Ringdetektor
benutzt;
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14 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Ausführungsform,
die eine Reihe von Ringquellen mit einer Reihe von Ringdetektoren
benutzt;
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15 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Ausführungsform,
die eine Reihe von Ringquellen und linienförmigen Quellen mit einer Reihe
von Ringdetektoren benutzt;
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16 ist
eine schematische Veranschaulichung alternativer Konfigurationen,
die eine oder mehrere Teilringquellen mit linienförmigen Quellen und
einem Teilringdetektor benutzt;
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17 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Ausführungsform,
die eine Reihe von linienförmigen/bogenförmigen Quellen und
einen Ringdetektor benutzt;
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18 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die eine Teilringquelle und einen Teilringdetektor in einer genuteten
Bauweise benutzt;
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19 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die Teilringquellen und linien-/bogenförmige Quellen benutzt, von
denen einige teilweise einen Teilringdetektor überlappen;
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20 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Ausführungsform,
die eine Ringquelle und einen Ringdetektor benutzt;
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21 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die eine spiralförmige
Ringquelle mit einer mittigen Windung und einem ringdetektor benutzt;
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22 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die eine spiralförmige
mehrwindige Ringquelle und einen Ringdetektor verwendet;
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23 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die eine Ringquelle verwendet, die zur direkten Abstrahlung durch Öffnungen
in einem Ringdetektor ausgelegt ist;
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24 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die eine Ringquelle aufweist, die zur direkten Abstrahlung durch Schlitze
in einem Ringdetektor ausgelegt ist;
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25 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die eine gekippte Ringquelle und einen Ringdetektor benutzt;
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26 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die eine weitere Konfiguration einer gekippten Ringquelle und eines
Ringdetektors verwendet;
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27 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die zwei gekippte Ring quellen und einen Ringdetektor benutzt;
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28 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die wiederum zwei gekippte Ringquellen und einen Ringdetektor verwendet;
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29 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die eine Kombination von Teilringquellen und Ringdetektoren in komplimentärer genuteter
Ausbildung benutzt;
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30 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die eine Ringquelle und eine Ringdetektoranordnung für eine teleskopische
Wirkung oder eine kombinierte Wechselwirkung aufwiest und
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31 ist
eine schematische Veranschaulichung einer alternativen Konfiguration,
die eine Kombination einer Ringquelle und einer Teilringquelle und eines
Ringdetektors aufweist.
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Detaillierte
Beschreibung spezieller Ausführungsformen
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Bezugnehmend
nun auf die Zeichnung und auf 1 ist dort
ein stationäres
Computertomographie(CT-)-System veranschaulicht, und allgemein mit dem
Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das CT-System 10 beinhaltet
einen Scanner 12, der aus einer Lagerstruktur gebildet
ist und innen eine oder mehrere (in 1 nicht
dargestellte) stationäre
und verteilte Quellen strahlförmiger
Röntgenstrahlung
und einen oder mehrere (in 1 nicht
dargestellte) stationäre digitale
Detektoren aufweist, wie dies im Nachfolgenden noch im größeren Detail
beschrieben werden wird. Der Scanner ist so ausgelegt, dass er einen Tisch 14 oder
eine andere Auflage für
einen Patienten oder allgemeiner für ein zu scannendes Subjekt aufnimmt.
Der Tisch kann durch eine Öffnung
in dem Scanner durchbewegt werden, um das Subjekt zweckentsprechend
in einem bildgebenden Volumen oder einer Ebene anzuordnen, die während der
Bildgebungssequenzen gescannt wird.
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Das
System beinhaltet außerdem
eine Strahlungsquellensteuerungseinrichtung 16, eine Tischsteuerungseinrichtung 18 und
eine Datenakquisitionssteuerungseinrichtung 20, die alle
unter der Leitung einer Systemsteuereinrichtung 22 arbeiten. Die
Strahlungsquellensteuerungseinrichtung 16 steuert die Taktgabe
für die
Abgabe von Röntgenstrahlen,
die von Punkten rings um den Scanner 12 jeweils zu einem
Detektorsegment auf der gegenüberliegenden
Seite gerichtet sind, wie dies noch erläutert werden wird. Bei den
vorliegenden stationären CT-Anordnungen kann
die Röntgenstrahlquellensteuerung 16 zu
jedem Augenblick einen oder mehrere Emitter in einer verteilten
Röntgenstrahlquelle auslösen, um
so mehrere Akquisitionen von übertragenen
Röntgenstrahlintensitätsdaten
zu ermöglichen.
Bei bestimmten Anordnungen kann die Röntgenstrahlquellensteuerungseinrichtung 16 die
Emission von Strahlung in Sequenzen auslösen, so dass aneinander anschließende oder
nicht aneinander anschließende
Akquisitionen übertragener
Röntgenstrahlintensität rings
um den Scanner möglich
sind. In einer Untersuchungssequenz können viele solche Messergebnisse
gesammelt werden, und eine in der unten beschriebenen Weise an die
Detektorelemente angekoppelte Datenakquisitionssteuerungseinrichtung 20 empfängt Signale
von den Detektorelementen und verarbeitet die Signale zur Speicherung
und zur späteren
Bildrekonstruktion. Die Tischsteuerungseinrichtung 18 dient
dazu, den Tisch und das Subjekt in einer Ebene ordnungsgemäß zu positionieren,
in der die Strahlung emittiert wird, oder in dem vorliegenden Zusammenhang
allgemein in einem abzubildenden Volumen. Der Tisch kann abhängig von dem
jeweils verwendeten Bildgebungsprotokoll zwischen Bildgebungssequenzen
oder während
gewisser Bildgebungssequenzen bewegt werden.
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Die
Systemsteuerungseinrichtung 22 steuert allgemein den Betrieb
der Strahlungsquellensteuerungseinrichtung 16, der Tischsteuerungseinrichtung 18 und
der Datenakquisitionssteuerungseinrichtung 20. Die Systemsteuerungseinrichtung 22 kann
auch die Strahlungsquellensteuerungseinrichtung 16 veranlassen,
die Emission von Röntgenstrahlen
auszulösen
wie sie auch derartige Emissionen während von der Systemsteuerungseinrichtung
definierter Bildgebungssequenzen koordinieren kann. Die Systemsteuerungseinrichtung 22 kann
außerdem
die Bewegung des Tisches in Koordination mit dieser Emission so
steuern, dass übermittelte
Röntgenstrahlintensitätsmessdaten
von speziell interessierenden Volumen oder in verschiedenen Bildgebungsmodi,
wie etwa Spiralmodi, gesammelt werden. Die Systemsteuerungseinrichtung 22 empfängt außerdem von
der Datenakquisitionssteuerungseinrichtung 20 akquirierte
Daten und koordiniert die Speicherung und Verarbeitung der Daten.
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Zu
beachten ist, dass die Steuerungseinrichtungen und auch die verschiedenen
hier beschriebenen Schaltungseinrichtungen durch Hardware-Schaltungen,
Firmware oder Software definiert sein können. Die speziellen Protokolle
für Bildgebungssequenzen
sind z.B. im Allgemeinen jeweils durch einen Code definiert, der
von den Systemsteuereinrichtungen ausgeführt wird. Außerdem können eine anfängliche
Verarbeitung, das Konditionieren, Filtern und andere an den von
dem Scanner akquirierten übermittelten
Röntgenstrahlintensitätsdaten
erforderliche Operationen in einer oder mehreren der in 1 veranschaulichten
Komponenten vorgenommen werden.
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So
können
z.B., wie im Nachstehenden beschrieben, Detektorelemente Analogsignale
erzeugen, die für
eine Ladungsverarmung in Fotodioden kennzeichnend sind, welche an
Pixeln des Akquisitionsdetektors entsprechenden Orten angeordnet sind.
Diese Analogsignale werden durch Elektronik in dem Scanner in Digitalsignale
umgewandelt und der Datenakquisitionssteuerungseinrichtung 20 zugeleitet.
An diese Stelle kann eine teilwiese Verarbeitung stattfinden, und
die Signale werden zum Schluss der Systemsteuerungseinrichtung zur
weiteren Filterung und Verarbeitung zugeleitet.
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Die
Systemsteuerungseinrichtung 22 ist außerdem mit einem Bedienerinterface 24 und
einem oder mehreren Speichervorrichtungen 26 gekoppelt. Das
Bedienerinterface kann integral mit der Systemsteuerungseinrichtung
ausgebildet sein und beinhaltet in der Regel eine Bedienerarbeitstation
zum Initieren von Bildgebungssequenzen, zum Steuern derartiger Sequenzen
und zur Handhabung der während Bildgebungssequenzen
akquirierten Daten. Die Speichervorrichtungen 26 können lokal
bei dem Bildgebungssystem oder teilweise oder vollständig von dem
System räumlich
entfernt angeordnet sein. Die Speichervorrichtungen 26 können demgemäß lokale, magnetische
oder optische Speicher oder lokale oder örtlich entfernte Ablagestellen
für Bilddaten
zur Rekonstruktion aufweisen. Darüberhinaus können die Speichervorrichtungen
so ausgelegt sein, dass sie rohe, teilweise verarbeitete oder vollständig verarbeitete
Daten zur Rekonstruktion empfangen.
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Die
Systemsteuerungseinrichtung 22 oder das Bedienerinterface 24 oder
irgendwelche örtlich entfernten
Systeme und Arbeitsstationen können Software
zur Bildverarbeitung und Rekonstruktion beinhalten. Wie dem Fachmann
bekannt, kann dieses Verarbeiten von CT-Daten mit einer Anzahl mathematischer
Algorithmen und Techniken geschehen. So können z.B. die gebräuchlichen,
gefiltertern Rückprojektionstechni ken
verwendet werden, um die von dem Bildgebungssystem akquirierten
Daten zu verarbeiten und zu rekonstruieren. Es können auch andere Techniken
und Techniken, die im Zusammenhang mit der gefilterten Rückprojektion
verwendet werden, benutzt werden. In dem System kann ein räumlich entferntes
Interface 28 vorhanden sein, um Daten von dem Bildgebungssystem
zu solchen entfernten Verarbeitungsstationen oder Speichervorrichtungen zu übermitteln.
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Der
Scanner 12 des stationären
CT-Systems 10 weist vorzugsweise eine oder mehrere verteilte Röntgenstrahlquellen
und eine oder mehrere digitale Detektoren zum Strahlungsempfang
und zur Verarbeitung entsprechender Signale zur Erzeugung von Daten
auf. 2 veranschaulicht einen Teil einer beispielhaften,
verteilten Röntgenstrahlquelle
der Bauart, die in dem stationären
CT-System neu eingesetzt werden kann. Wie in 2 in einer
beispielhaften Implementation dargestellt, kann die verteilte Röntgenstrahlquelle 30 eine
Reihe Elektronenstrahlemitter 32 aufweisen, die mit der
in 1 dargestellten Röntgenstrahlungsquellensteuerung 16 gekoppelt
und während
des Betriebs des Scanners von der Röntgenstrahlensteuerungseinrichtung
ausgelöst
werden. Die Elektronenstrahlemitter 32 sind neben einem
Target (Zielelektrode) 34 angeordnet. Beim Auslösen durch
die Quellensteuereinrichtung emittieren die Elektronenstrahlemitter 32 Elektronenstrahlen 36 zu
dem Target 34 hin. Das Target 34, das bspw. eine Wolframleiste
oder ein Wolframelement sein kann, emittiert beim Auftreffen der
Elektronenstrahlen Röntgenstrahlung,
wie sie mit dem Bezugszeichen 38 bezeichnet ist. Die Röntgenstrahlquelle
kann entweder im Reflexions- oder im Transmissionsmodus betrieben
sein. Im Reflexionsmodus, wie er in 2 veranschaulicht
ist, sollen Röntgenstrahlen
hauptsächlich
auf der gleichen Seite des Targets erzeugt werden, auf der die Elektronen
auftreffen. Im Transmissionsmodus werden Röntgenstrahlen auf der gegenüberliegenden
Seite des Targets erzeugt. Die Röntgenstrahlen 38 werden
sodann zu einem Kollimator 40 geleitet, der für die Röntgenstrahlung
im Wesentlichen undurchdringlich ist, aber Aperturen 42 aufweist.
Die Aperturen 42 können
hinsichtlich ihrer Abmessungen fest oder verstellbar sein. Die Aperturen 42 ermöglichen
es einem Teil der Röntgenstrahlen
durch den Kollimator durchzugehen und kollimatierte Strahlen 44 zu
bilden, die durch das interessierende Subjekt hindurch zu dem bildgebenden
Volumen des Scanners gerichtet sind und die auf Detektorelemente
auf der gegenüberliegenden
Seite des Scanners auftreffen.
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Es
können
naturgemäß eine Anzahl
alternativer Konfigurationen von Emittern oder verteilter Quellen
in Betracht gezogen werden. Darüberhinaus können die
einzelnen Röntgenstrahlquellen
in der verteilten Quelle verschiedene Arten und Formen von Röntgenstrahlen
emittieren. Dazu gehören
z.B. Fächerstrahlen,
Kegelstrahlen und Strahlen mit verschiedenen Querschnittsgeometrien.
In ähnlicher Weise
können
auch die die verteilte Röntgenstrahlquelle
enthaltenden Komponenten variieren. Bei einer Ausführungsform
ist z.B. ein Kaltkatodenemitter in Betracht gezogen, der in einem
Vakuumgehäuse untergebracht
ist. In dem Gehäuse
ist eine stationäre Anode
angeordnet, die von dem Emitter beabstandet ist. Diese Art Anordnung
entspricht im Wesentlichen der schematischen Darstellung nach 1.
Andere Materialien, Konfigurationen und Betriebsprinzipien können naturgemäß auch für die verteilte
Quelle verwendet werden. Die Emissionsvorrichtungen können jeweils
eine von mehreren zur Verfügung
stehender Elektronenemissionsvorrichtungen sein, bspw. thermionische
Emitter, Emitter auf Kohlenstoffbasis, Fotoemitter, ferroelektrische
Emitter, Laserdioden, monolithische Halbleiter, etc..
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Wie
in größerem Detail
nachfolgend erörtert, beruhen die
vorliegenden stationären
CT-Techniken auf der Verwendung einer Anzahl verteilter und ansteuerbarer
Quellen von Röntgenstrahlung.
Darüberhinaus
können
die verteilten Strahlungsquellen jeweils in einem einzigen einheitlichen
Gehäuse
oder einer Röhre
oder in einer Mehrzahl von Röhren
einander zugeordnet sein, die auf einen miteinander zusammenwirkenden
Betrieb ausgelegt sind. Bestimmte der im nachfolgenden beschriebenen
Quellenkonfigurationen sind bogen- oder ringförmig gestaltet, so dass sie
rings um die Apertur in dem Scanner angeordnet werden können. Andere
Quellen sind in ihrem Aufbau linear so dass sie sich längs des
Bildgebungsvolumen in der „Z-Richtung" erstrecken, um die Ausdrucksweise
der gebräuchlichen
CT-Nomenklatur zu verwenden. Die einzelnen Quellen sind unabhängig und
individuell ansteuerbar, so dass bei jeder der Quellen zu einem
jeweiligen Zeitpunkt während der
Bildgebungssequenz, wie von dem Bildgebungsprotokoll definiert,
Strahlung ausgelöst
werden kann. Bei anderen Konfigurationen sind die Quellen in logischen
Gruppen ansteuerbar, bspw. können
Paare oder Triplets von Emittern miteinander verdrahtet sein. Falls
gewünscht,
können
mehr als eine solche Quellen zu irgendeinem Zeitpunkt gemeinsam
ausgelöst
werden oder aber die Quellen können
in speziellen Reihenfolgen ausgelöst werden, um die Umlaufbewegung
einer Gantry nachzubilden oder in irgendeiner gewünschten
Sequenz rings um das Bildgebungsvolumen oder Bildgebungsebene.
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Eine
Anzahl von Detektorelementen bilden einen oder mehrere Detektoren,
die die von den verteilten Quellen emittierte Strahlung empfangen. 3 veranschaulicht
einen Teil eines Detektors, der für die vorliegenden Zwecke verwendet
werden kann. Jeder Detektor kann aus Detektorelementen mit unterschiedlicher
Auflösung
bestehen, um jeweils einer speziellen Bildgebungsanwendung zu genügen. Die
Detektoranordnung kann im Wesentlichen ähnlich jener von in gebräuchlichen
umlaufenden CT-Systemen verwendeter Detekto ren sein, aber sie erstreckt
sich um einen größeren Teil
oder die gesamte Innenoberfläche
des Scanners. Spezielle Konfigurationen des Detektors oder der Detektoren
sind im Nachfolgenden zusammengefasst. Im Allgemeinen beinhaltet
der Detektor 46 eine Reihe von Detektorelementen 48 und
einer jeweils zugeordneten Signalverarbeitungsschaltung 50.
Jedes Detektorelement kann auch ein Array von Fotodioden und zugeordneter
Dünnfilmtransistoren
aufweisen. Auf die Detektoren auftreffende Röntgenstrahlung wird jeweils von
einen Szintillator in Photonen niedriger Energie umgewandelt, und
diese Photonen treffen auf die Fotodioden auf. Damit wird eine auf
den Fotodioden befindliche Ladung verringert, und die Transistoren
können
so gesteuert werden, dass sie die Fotodioden wieder aufladen und
dadurch die Ladungsverarmung messen. Durch aufeinanderfolgende Messung
der Ladungsverarmung in den verschiedenen Fotodioden, von denen
jede einem Pixel in den bei jeder Akquisition gesammelten Daten
entspricht, werden Daten gesammelt, die bei jedem Pixelort übermittelte Strahlung
kodieren. Diese Daten werden von der Signalverarbeitungsschaltung 50 verarbeitet,
die im Wesentlichen die analogen Verarmungssignale in Digitalwerte
umsetzt, eine etwa notwendige Filterung vornimmt und die akquirierten
Daten in der oben beschriebenen Weise der Verarbeitungsschaltung
des Bildgebungssystems zuleitet. Im Vorstehenden wurde der Detektor
anhand einer Energieintegrationsvorrichtung auf Szintillatorbasis
beschrieben, doch sind auch Detektoren mit Direktumwandlung, Photonenzählen oder
energiediskriminierende Detektoren in gleicher Weise geeignet.
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In
dem Detektor kann eine große
Anzahl Detektorelemente 48 so einander zugeordnet sein,
dass sie viele Reihen und Spalten von Pixel definieren. Wie oben
beschrieben, positionieren die Detektorkonfigurationen der vorliegenden
Technik Detektorelemente, unabhängig
ansteuerbaren, verteilten Rönt genstrahlquellen
gegenüberliegend,
in der Weise, dass eine große
Anzahl Ansichts(View)-Akquisitionen zur Bildrekonstruktion gesammelt
werden können.
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Wie
an sich bekannt, variieren Rekonstruktionstechniken in CT-Systemen
hinsichtlich der Verwendung akquirierter Daten und bei technischen
Verfahrensweisen und -annahmen für
die Bildrekonstruktion. Es hat sich gezeigt, dass bei der vorliegenden
Technik eine Anzahl Geometrien für
einen wirkungsvollen Betrieb hoher Geschwindigkeit eines stationären CT-Systems
zur Verfügung
stehen, die Daten für
eine genaue Bildrekonstruktion liefern. Die 4 bis 31 veranschaulichen
beispielhafte Geometrien und Konfigurationen verteilter Quellen
und von Detektoren, die in dem CT-Scanner stationär angeordnet
sind, aber mit gebräuchlichen
oder verbesserten Bildverarbeitungs- und Bildrekonstruktionsalgorithmen
verwendet werden können.
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Viele
der gegenwärtig
in Betracht gezogenen Geometrien beinhalten 360°-Quellen und/oder -Detektoren.
Bestimmte dieser Konzepte können
aber auf weniger teure und in gleicher Weise oder im Allgemeinen
zweckentsprechend arbeitende Konfigurationen reduziert werden, indem
ein Teil des vollständigen
Ringes bei diesen Strukturen weggelassen wird. Abhängig von
der verwendeten Bildrekonstruktionstechnik können z.B. Detektoren, die sich über 180° plus dem
Fächerwinkel
der emittierten Röntgenstrahlen
erstrecken für
eine exzellente Datensammlung und Bildrekonstruktion ausreichen.
Darüberhinaus
kann aus mechanischen Gründen
ein Spalt zwischen Quellen und Detektoren an Schnittstellen vorhanden
sein. Solche Spalte können
durch zusätzliche
Messwerte von Quellen und/oder Detektoren berücksichtigt werden, die den
fehlenden Daten Rechnung tragen. Darüberhinaus sind die im Weiteren
beschriebenen Konfigurationen sowohl für Axial- als auch für Spiralscanmodi
verwendbar. Abhängig
von der jeweils speziellen Anwendung können jedoch gewisse dieser
Konfigurationen für
den einen oder den anderen dieser Modi besser geeignet sein, etwa
für den
Axialmodus bei medizinischen Anwendungen und für Spiralmodi bei Anwendungen,
wie etwa dem Gepäckscannen.
Schließlich
können
die in den nachstehenden Konfigurationen beschriebenen Quellen und
Detektoren verschiedene Durchmesser, Größen, Erstreckungen, usw. aufweisen.
Darüberhinaus
können
die Quellen und Detektoren aus linearen oder ebenen Sektionen zusammengesetzt
sein, die die im Nachstehenden erörterten Konfigurationen annähern.
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In
einer ersten, in 4 veranschaulichten Konfiguration
weist ein Ringdetektor 52 eine Anzahl Detektorelemente
wie sie in 3 veranschaulicht sind, auf,
die sich im Wesentlichen vollständig
um das Bildgebungsvolumen herum erstrecken. Eine verteilte Quelle
in Gestalt einer Ringquelle 54 ist anschließend an
den Ringdetektor 52 angeordnet und beinhaltet eine große Anzahl
individuell ansteuerbarer Quellen oder Emitter, wie dies im Vorstehenden beschrieben
ist. Die Quellen können
von der Systemsteuereinrichtung ausgelöst werden, so dass sie Strahlung
zu einem jeweils an einem im Wesentlichen diametral gegenüberliegenden
Ort angeordneten Detektor emittieren, wobei die Strahlung durch das
interessierende Subjekt durchgeht, von Merkmalen des interessierenden
Objekts geschwächt
wird und zur Datenerfassung auf den Detektor auftrifft.
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Die
Konfiguration nach 5 weist einen Ringdetektor 52,
der in 4 veranschaulichten Art, zusammen mit einer Ringquelle 54 auf.
Die Anordnung beinhaltet außerdem
ein Paar linienförmiger Quellen
längs der
Z-Richtung, wie sie durch die Linienquellen 56 angedeutet
sind. Die einzige Ringquelle ist auf einer Seite des Detektors angeordnet,
und die linienförmigen
Quellen 56 erstrecken sich von der Ringquelle aus in der
Weise, dass sie zur Vollständigkeit
der von dem System gesammelten Daten beitragen. Der Ringdetektor 52 kann
Spalte zur Aufnahme der Linienquellen 56 aufweisen. Wenngleich
derartige linienförmige
Quellen die Komplexität
der Vorgangsweise bei der Datenkollektion vergrößern, besteht doch die Meinung,
dass sie möglicherweise
die mathematische Vollständigkeit
der kollektiven Datenakquisitionen erhöhen. Wenn auch in 2 lediglich
zwei solcher linienförmiger
Quellen veranschaulicht sind, so kann diese Bauart doch auch nur
eine einzige Linienquelle oder mehr als zwei Linienquellen aufweisen.
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Die
Konfiguration oder Bauart nach 6 beinhaltet
ein Paar Ringdetektoren 52 mit einer dazwischen angeordneten
Ringquelle 54. Diese Konfiguration gilt als besonders vorteilhaft
für die
Wirksamkeit bei niedriger Dosis und kann beim Aufspüren bestimmter
interessierende Substanzen, wie Sprengstoffen, besonders zweckentsprechend
sein.
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Die
Konfiguration nach 7 beinhaltet ein Paar Ringdetektoren 52,
eine Ringquelle 54 und eine oder mehrere Linienquellen 56.
Die Ringquelle 56 ist zwischen den Ringdetektoren angeordnet,
und die Linienquellen erstrecken sich im wesentlichen parallel zu
dem Ringdetektor. In den Ringdetektoren können Spalte vorgesehen sein,
um die Linienquellen aufzunehmen. Die Linienquellen sind der Konfiguration
hinzugefügt
um, wie in dem Fall der Anordnung nach 5, zusätzliche
Daten zur mathematischen Vervollständigung der akquirierten Daten
zu messen.
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8 veranschaulicht
eine weitere alternative Ausführungsform
bei der zwei Ringquellen 54 in flankierender Anordnung
auf beiden Seiten eines Ringdetektors 52 angeordnet sind.
Es wird angenommen, dass diese Anordnung eine ordentliche Vollständigkeit
der Daten liefern kann und das etwa fehlende interessierende Gebiet
rings um die Mittel ebene des Scanners verkleinern kann. Darüberhinaus kann
der Detektor kleiner als im Falle der vorangegangenen Anordnung
für die
gleiche axiale Überdeckung
im Mittelpunkt des Betrachtungsfeldes (field of view) des bildgebenden
Systems gemacht werden. In ähnlicher
Weise kann wegen der Verwendung eines kleineren Kegelwinkels für die Quellen,
die Streuung wesentlich reduziert werden. Bei dieser Anordnung kann
eine höhere
Datenakquisitionssamplingrate erforderlich sein, wenn die gleiche
Anzahl views für
jeden Quellenring aufrecht erhalten bleiben soll.
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Die
Konfiguration nach 9 beinhaltet einen Ringdetektor 52,
der von einem Paar Ringquellen flankiert ist und eine oder mehrere
linienförmige Quellen 56 aufweist.
Wie vorher, bilden die Linienquellen ein Mittel zur Akquisition
zusätzlicher
Daten, die zu der mathematischen Vollständigkeit der kollektiven Datenakquisition
beitragen, wobei die Quellenringe die Vorteile der Konfiguration
nach 8 bieten.
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Die
Konfiguration nach 10 beruht auf einer Kombination
von Teilringquellen 58, die einen Ringdetektor 52 der
im Vorstehenden beschriebenen Bauart flankieren. Die Teilringquellen
sind so veranschaulicht, dass von ihnen eine Anzahl von zwei Quellen
vorhanden ist, wenngleich auch andere Anzahlen von Teilringquellen
vorgesehen sein können, wobei
diese auf alternierenden Seite des Ringdetektors angeordnet sein
können.
Es wird angenommen, dass die Konfiguration nach 10 die
Kosten der Quellen im Vergleich zu Ganzringquellen verkleinert, wenngleich
sich mathematisch etwas weniger vollständige Daten ergeben können. Um
Teilringquellen auf abwechselnden Seite des Ringdetektors anzuordnen,
werden gerade Zahlen von Teilringquellen verwendet, wobei von zwei
Teilringquellen bessere Ergebnisse und von vier Teilringquellen
schlechtere Ergebnisse erwartet werden.
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Die
Konfiguration nach 11 ist ähnlich jener nach 10,
wenngleich die Anordnung außerdem
linienförmige
Quellen 56 in Kombination mit den Teilringquellen 58 aufweist.
Wie in den vorhergehenden Fällen
der Verwendung von Linienquellen 56, können in dem Ringdetektor 52 Spalte
vorgesehen sein, um eine Strahlungsemission von den Linienquellen
längs der
Z-Achse zu ermöglichen.
Die Linienquellen längs
der Z-Achse tragen zu der mathematischen Vollständigkeit der kollektiven Datenakquisition
bei. Bei der Darstellung nach 11 können zwei oder
vier solcher Teilquellenringe verwendet werden, wenngleich diese
Zahl auch zu größeren Zahlen
hin abgewandelt werden kann.
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Die
Konfiguration nach 12 verwendet, wie bei der vorhergehenden
Anordnung, einen Ringdetektor, der von einem Paar Ringquellen 54 flankiert ist.
Bei dieser Ausführungsformen
sind zwei solche Ringquellen unmittelbar anschließend an
den Ringdetektor 56 vorgesehen, und zusätzliche Ringquellen sind an
beabstandeten Orten auf beiden Seiten von diesem vorhanden. Es wird
erwartet, dass die äußeren Ringe
bei Verwendung im Zusammenhang mit den inneren Ringen redundante
Daten liefern können.
In ähnlicher
Weise verwendet die Konfiguration nach 13 Ringquellen
und einen Ringdetektor zusammen mit einem Paar linienförmiger Quellen 56 in der
Z-Richtung. Wie
zuvor wird angenommen, dass die Linienquellen 56 dazu beitragen,
vollständigere Daten
für die
Bildrekonstruktion zu liefern.
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Die
Konfigurationen nach den 14, 15 sind
analog jenen nach den 12, 13 wenngleich
mehrere, zwischen den voneinander beabstandeten Ringquellen angeordnete
Ringdetektoren veranschaulicht sind. Wie für den Fachmann verständlich,
können
die Konfigurationen nach den 14, 15 im
Vergleich zu den Konfigurationen nach den 8, 9 kleinere
Kegelwinkel für
die emittierte Strahlung bei jeweils gegebener Überdeckung des Subjekts in
der Z-Richtung ergeben. Falls gewünscht, können die Detektoren 52 der
Anordnung nach den 14, 15 verschiedene
Auflösungen
haben, wobei ein zentraler Detektor eine höhere Auflösung als die außenliegenden
Detektoren hat. Die Anordnung nach 15 ist ähnlich jener nach 14;
sie fügt
aber längs
der Achse linienförmige
Detektoren hinzu, um die mathematische Vollständigkeit der akquirierten Daten
zu erhöhen.
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Abhängig von
der jeweiligen Anwendung können
eine oder mehrere Ringquellen 54 und ein oder mehrere Ringdetektoren 52 in 14 für ein bestimmtes
Bildgebungsprotokoll verwendet werden. Es werden verschiedene Datenakquisitionsschemas in
Betracht gezogen, bei denen die Auflösung der Detektoren abhängig von
der Zahl der verwendeten Ringdetektoren 52 und Ringquellen 54 konfiguriert
ist – wobei
der elektronische Aufwand in dem Datenakquisitionssystem für den Detektor
auf ein Minimum reduziert wird. Die die Anordnung nach 14 benutzenden
Konfigurationen sind auf die Anordnung nach 15 anwendbar;
durch Verwendung der jeweils zur Verfügung stehenden Linienquellen 56 werden
aber zusätzliche
Daten akquiriert.
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Die
Konfigurationen nach 16 beinhalten wenigstens eine
Teilringquelle 58 im Zusammenhang mit einem Teilringdetektor 60.
Die Anordnungen können
auch eine oder mehrere linienförmige
Quellen 56 längs
der Z-Achse beinhalten. Anordnungen wie sie in 16 veranschaulicht
sind, ermöglichen
eine Überdeckung
relevanter Teile des Bildgebungsvolumens, so etwa von 180° des Volumens
durch den Detektor und 180° des
Volumens durch die Quelle. Zu Vorteilen dieser Anordnungen zählt der
Umstand, dass die Quelle und der De tektor in die gleiche allgemeine
Bildgebungsebene gelegt werden können.
Die Daten können
bei gewissen Anordnungen allerdings etwas unvollständig sein.
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Die
Konfiguration nach 17 beinhaltet einen im Wesentlichen
ringförmigen
Detektor 52 und schräg
gelegte bogenförmige
Teilringquellen 62. Die Quellen können Strahlung durch den Detektor
aussenden, der mit Schlitzen oder Öffnungen zur Aufnahme der Quellen
versehen sein kann. Die sich ergebende Struktur zeigt ein im Wesentlichen
bogenförmiges
Profil, ein lineares Profil, ein sinusförmiges Profil, ein Profil eines
gekippten Kreises oder zweier gekippter Kreise. Die Konstruktion
kann vom Standpunkt der mathematischen Vollständigkeit der Datenakquisition
aus betrachtet in hohem Maße
flexibel sein.
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18 veranschaulicht
eine beispielhafte Konfiguration, die einen abgewandelten Teilringdetektor
aufweist, der mit dem Bezugszeichen 64 bezeichnet ist.
Eine Teilringquelle 58 ist so angeordnet, dass sie in Nuten
oder Aussparungen 66 des Detektors eingreift. Die Anordnung
nach 18 erlaubt es sowohl der Quelle als auch dem Detektor,
sich über mehr
als 180° des
Bildgebungsvolumens zu erstrecken. Bei einer bevorzugten Konfiguration
kann die Quelle mehr als wenigstens 180° plus dem Fächerwinkel der von den unabhängig ansteuerbaren
und verteilten Quellen emittierten Strahlung überdecken.
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Die
Konfiguration nach 19 ist ähnlich jener nach 18,
sie erlaubt aber die Überdeckung eines
zusätzlichen
Volumens durch die Kombination mehrerer Teilringquellen 28 mit
Linienquellen längs der
Z-Achse die mit dem Bezugszeichen 56 bezeichnet sind. Die
zusammengesetzte Quelle kann mehr als 180° des bildgebenden Volumens überdecken und
zwar vorzugsweise 180° plus
einem Fächerwinkel
der Strahlung oder mehr. Der stationäre Detektor ist ein Teilring 60 wie
im Vorstehenden beschrieben. Auch dieser kann mehr als 180° des Bildgebungsvolumens überdecken.
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Die
Konfiguration nach 20 ist etwa ähnlich der vorerläuterten 6.
Die Konfiguration besteht aus einem Ringdetektor 52 und
einer Ringquelle 54. Bei der Anordnung nach 20 ist
aber der Detektor als eine einzige Einheit ohne einen Mittelspalt
vorgesehen. Die zentralen Detektorelemente können physikalisch so konfiguriert
sein, dass sie es der verteilten Quelle 54 ermöglichen,
Strahlung auf einer Seite zu emittieren, die von Detektorelementen auf
einer gegenüberliegenden
Seite der Anordnung erfasst wird.
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Die
Konfiguration nach 21 enthält eine spiralförmige Quelle 68,
die anschließend
an einen spiralförmigen
Detektor 70 angeordnet ist. Die Quelle und der Detektor
können
eine im Wesentlichen ähnliche
Konfiguration wie die oben beschriebene Konfiguration aufweisen,
doch erlaubt die In 21 veranschaulichte spiralförmige Anordnung
das Scannen in einer Weise durchzuführen, die einer gebräuchlichen volumetrischen
Spiralakquisition entspricht. Demgemäß kann die Anordnung nach 21 dazu
verwendet werden, Datenakquisitionsresultate ähnlich jenen, die mit der Konfiguration
nach 6, aber mit einer Tischverschiebung, erlangbar
sind, zu erzielen. Die Konfiguration nach 21 erlaubt
eine solche Akquisition ohne irgendwelche fehlenden Teile oder Bitgruppen
des Bildgebungsvolumens.
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Die
Konfiguration nach 22 ist ähnlich jener nach 21,
doch bildet die spiralförmige
Quelle 68 eine Anzahl Windungen um das Bildgebungsvolumen
aus, wie dies auch bei dem gegenüberliegenden spiralförmigen Detektor 70 der
Fall ist. Die Anordnung nach 22 liefert
verhältnismäßig vollständige Daten,
ausgenommen an den Kanten der Spirale und ausgenommen an Spalten
zwischen der Quelle und dem Detektor.
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Bei
einer anderen Ausführungsform,
wie sie in 23 veranschaulicht ist, ist
eine ringförmige Quelle 54,
die eine Anzahl unabhängig
ansteuerbarer emittierender Quellen aufweist, die in der 23 durch
Punkte angedeutet sind, rings um einen Ringdetektor 52 gelegt.
Die sich ergebende Anordnung ist ähnlich jener nach 6.
Bei der Anordnung nach 23 ist aber der Detektor mit
Aperturen 72 versehen, durch die die Quelle Strahlung emittieren
kann. Die Anordnung gestattet es, zusätzliche Daten zwischen den
Orten zu sammeln, an denen die verteilte Quelle durch den Detektor
hindurch emittiert.
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Bei
einer etwa unterschiedlichen Konfiguration, die in 24 veranschaulicht
ist, umgibt eine Ringquelle 54, zumindest teilweise einen
Ringdetektor, der bei der dargestellten Bauart eine Anzahl Segmente 54 aufweist.
Die Segmente sind voneinander durch Schlitze oder Öffnungen 76 getrennt.
In der Praxis können
eine oder mehrere solcher Ringquellen verwendet werden. Die Quelle
emittiert Strahlung durch die Schlitze 76, die im Wesentlichen
längs der Z-Achse
orientiert sind.
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Die 25 bis 28 veranschaulichen
exemplarische Konfigurationen, die gekippte oder schräg liegende
ringartige Quellen aufweist, die mit dem Bezugszeichen 78 bezeichnet
und im Zusammenwirken mit einem ringartigen Detektor 52 eingesetzt
sind. Bei der Anordnung nach 25 ist
der Detektor z.B. so ausgelegt, dass er Raum zur Emission von Strahlung
an den Orten gibt, an denen die Ringquelle den Detektor in einer
Weise kreuzt, die ähnlich
der im Vorstehenden anhand der 17 erläuterten
ist. Bei der alternativen Anordnung nach 26 ist
der Ringdetektor 52 zu sammen mit einer gekippten Ringquelle 78 verwendet,
doch bildet er keinen Durchlas für
emittierte Strahlung durch den Detektor aus. Bei der alternativen
Konfiguration nach 27 sind zwei gekippte oder schräg liegende Ringquellen 78 in
einer ähnlich
der in 25 veranschaulichten Weise zusammen
mit einem Ringdetektor 52 verwendet. Bei dieser Ausführungsform
erlauben Durchlässe
eine zulässige
Emission von Strahlung durch den Ringdetektor, wie es im Vorstehenden anhand
der 25 erläutert
worden ist. Bei der Konfiguration nach 28 sind
wiederum zwei Ringquellen 78 verwendet, aber es ist kein
Durchlass für
die Emission von Strahlung durch den Ringdetektor 52, in
einer ähnlichen
Weise wie im Vorstehenden anhand der 26 beschrieben,
vorhanden. Wenngleich die Quellen in den 25 bis 28 ringförmig veranschaulicht
sind, so können
sie doch auch verkürzt
(trunkiert) oder aus linearen Segmenten zusammengesetzt sein. Außerdem können in
den 26, 28 die Quellenabschnitte bei
denen die emittierte Strahlung durch den Detektor blockiert ist, weggelassen
sein.
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Die
Anordnung nach 29 ist wirkungsmäßig eine
Kombination zweier genuteter Detektoren und entsprechender Quellenelemente
der im Vorstehenden anhand von 18 beschriebenen
Bauweise. Das heißt,
dass die beiden genuteten Detektoren 64, die Nuten oder
Aussparungen 66 zur Aufnahme einer Teilringquelle 58 aufweisen,
stumpf aneinander stoßend
miteinander so kombiniert sind, dass sich eine im Wesentlichen vollständige Anordnung
rings um das Bildgebungsvolumen ergibt. Es wird angenommen, dass
die Anordnung nach 29 Vorteile hinsichtlich der
mathematischen Vollständigkeit
der akquirierten Daten ergibt. Darüberhinaus können Linienquellen 56,
die sich längs
der Z-Achse erstrecken, der Anordnung, wie dargestellt, hinzugefügt werden,
um die Datenvollständigkeit
zu verbessern.
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Die
Anordnung nach 30 beinhaltet ein Paar Ringquellen 54,
die entsprechenden Ringdetektoren 52 zu geordnet sind.
Die Quellen- und Detektorpaare, die mit den Bezugszeichen 80 bzw. 82 in 30 bezeichnet
sind, weisen einen verschiedenen Durchmesser auf, so dass eine Teleskopbewegung der
einen Anordnung in der anderen möglich
ist. In gewisser Hinsicht ähnelt
die Anordnung nach 30 der Doppelringquellenanordnung
nach 8, wobei aber der Detektor in zwei konzentrische
Teile geteilt ist, um eine anpassungsfähige Überdeckung in der Z-Achse zu
ermöglichen.
Eine solche anpassungsfähige
(adaptive) Überdeckung
kann es erlauben, die Dosis zu verringern und Streustrahlung bei
Untersuchungen herabzusetzen, bei denen lediglich eine kleine Überdeckung
in der Z-Achse gewünscht
ist. Diese Anordnung ist nicht auf Ringquellen- und Ringdetektorpaare
beschränkt,
sondern kann zwei oder mehr Ringquellen und Ringdetektoren aufweisen.
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Eine
weitere, in 31 veranschaulichte Konfiguration
weist mehrere Ringquellen, von denen zwei in der Figur dargestellt
und mit dem Bezugzeichen 54 bezeichnet sind, in Kombination
mit einer Teilringquelle 58 auf. Der abgewandelte Detektor 84 enthält eine Öffnung 86 zur
Aufnahme der Teilringquelle 58. Die Anordnung nach 31,
und Anordnungen dieser Bauart, einschließlich einer Kombination von
Ringquellen und Teilringquellen, können eine größere mathematische
Vollständigkeit
der akquirierten Daten liefern als die Anordnungen bei den vorhergehenden
Konfigurationen. Um die mathematische Vollständigkeit der gemessenen Daten
weiter zu verbessern, können
sich längs
der Z-Achse erstreckende Linienquellen in dieser Konfiguration enthalten
sein; diese sind in 31 jedoch nicht dargestellt.
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Wenngleich
die Erfindung zahlreicher Abwandlungen und alternativer Formen fähig ist,
wurden spezielle Ausführungs formen
lediglich beispielhaft in der Zeichnung dargestellt und im Vorstehenden
im Detail erläutert.
Darauf hinzuweisen ist aber, dass die Erfindung nicht auf die speziellen
geoffenbarten Formen beschränkt
ist. Die Erfindung soll vielmehr alle Abwandlungen, Äquivalente
und Alternativen umfassen, die in den Schutzbereich der beigefügten Patentansprüche fallen.
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Angegeben
werden Konfigurationen stationärer
Bildgebungssysteme. Die Konfigurationen können Kombinationen verschiedener
Bauweisen verteilter Röntgenstrahlungsquellen
aufweisen, welche in der Regel ansteuerbare Emitterelemente enthalten,
die in jeweils gewünschten
Sequenzen und Kombinationen zur Strahlungsemission ausgelöst werden können. Die
Quellen 30 können
ringförmig 54,
teilringförmig 58 oder
linienförmig
(typischerweise längs einer
Z-Achse) 56 usw. sein. Kombinationen davon sind ebenfalls
in Betracht gezogen. Entsprechende Detektoren 56 können ebenfalls
Vollringdetektoren 52 oder Teilringdetektoren 60 sein,
die den Quellen zugeordnet sind, um eine ausreichende Überdeckung
des jeweiligen Bildgebungsvolumens zu ergeben und die gewünschten
Vollständigkeit
der erfassten Daten zu erzielen.