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Die Erfindung betrifft ein Streustrahlenraster, insbesondere für eine Biplan-Röntgeneinrichtung, gemäß Patentanspruch 1 und eine Biplan-Röntgeneinrichtung mit zwei Streustrahlenrastern gemäß Patentanspruch 4.
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Vor allem in der Angiographie, Kardiologie und Neurologie finden Biplan-Röntgeneinrichtungen verstärkt Anwendung, um eine bessere räumliche Darstellung eines zu untersuchenden Objektes zu erzielen. In einer üblichen Biplan-Röntgeneinrichtung befinden sich zwei Aufnahmesysteme aus Röntgenquelle und Röntgendetektor um beispielsweise 90° versetzt zueinander angeordnet. Die Röntgenquellen werden hierbei wechselweise zum Erzeugen von Röntgenstrahlung angesteuert und die Signale der vorzugsweise als digitale Festkörperdetektoren ausgebildeten Röntgendetektoren werden entsprechend ausgelesen und verarbeitet. Während einer aktiven, Röntgenstrahlung emittierenden Phase des ersten Aufnahmesystems befindet sich das zweite Aufnahmesystem also in einer inaktiven Phase ohne Strahlungsemission, wobei teilweise auch Überlappungen der aktiven Phasen möglich sein können.
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Flachdetektoren können während ihrer jeweiligen inaktiven Phase nicht, wie zum Beispiel Bildverstärker, blind gegenüber einfallender Röntgen- und/oder Streustrahlung geschaltet werden; stattdessen ist ein Auslesen von Offsetsignalen erforderlich, um schwankende Dunkelströme in Photodioden des Röntgendetektors zu korrigieren. Zum Beispiel durch Compton-Streuung kann nun aber Röntgenstrahlung und/oder Streustrahlung eines ersten aktiven Aufnahmesystems auf den Röntgendetektor des zweiten inaktiven Aufnahmesystems treffen, dessen Offsetsignale gerade ausgelesen werden. Dadurch werden ungewollte elektrische Signale erzeugt, die sich als Untergrund-Signale, als Rauschen oder als Streubildartefakte bei der nachfolgenden Bildakquisition darstellen. Insgesamt führt diese ungewollte Röntgenstrahlung zu verminderter Bildqualität.
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Aus dem Dokument
DE 197 30 755 A1 ist ein Streustrahlenraster mit Absorptionselementen, insbesondere aus Blei, bekannt, wobei die Absorptionselemente in voneinander beabstandeten, parallel zueinander verlaufenden Reihen angeordnet sind und wobei die Reihen in wenigstens zwei übereinander verlaufenden separaten Ebenen angeordnet sind. Die Reihen von Absorptionselemente der verschiedenen Ebenen können entweder miteinander fluchtend oder zueinander versetzt angeordnet sein.
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Aus der
DE 102 32 429 B3 ist eine Röntgeneinrichtung mit zwei Röntgensystemen, welche jeweils eine Röntgenstrahlenquelle und einen Röntgenstrahlendetektor aufweisen, bekannt. Während des Betriebs des ersten Röntgensystems misst der Röntgendetektor des zweiten Röntgensystems dessen Streustrahlung.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einer Röntgeneinrichtung, insbesondere einer Biplan-Röntgeneinrichtung, während einer strahlungsinaktiven Phase den negativen Einfluss ungewollter Röntgen- und/oder Streustrahlung auf die Bildqualität zu verringern.
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Die Aufgabe wird bei einem Streustrahlenraster, insbesondere für eine Biplan-Röntgenvorrichtung, erfindungsgemäß durch Patentanspruch 1 gelöst. Bei einer Biplan-Röntgeneinrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch Patentanspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.
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Durch den erfindungsgemäßen Streustrahlenraster, insbesondere für eine Biplan-Röntgeneinrichtung, und durch die erfindungsgemäße Biplan-Röntgeneinrichtung wird in einer strahlungsinaktiven Phase einer Aufnahmeeinheit aus Röntgenquelle und Festkörperdetektor eine Verringerung des negativen Einflusses von ungewollter Röntgen- und/oder Streustrahlung, insbesondere des negativen Einflusses von einer anderen Aufnahmeeinheit hervorgerufener Streustrahlung, dadurch möglich, dass in einer zweiten Position, in der die Absorptionselemente versetzt zueinander angeordnet sind, die Absorptionselemente eine Abschirmung gegen die ungewollte Röntgen- und/oder Streustrahlung bilden, wobei gleichzeitig durch die Verschiebbarkeit zurück in eine erste Position, in der die Absorptionselemente fluchtend zueinander angeordnet sind, gewährleistet ist, dass die gebildete Abschirmung in einer anschließenden aktiven Phase auf einfache Weise wieder aufgehoben werden kann. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind in der zweiten Position die Absorptionselemente derart angeordnet, dass der Streustrahlenraster für Röntgen- und/oder Streustrahlung im Wesentlichen undurchlässig ist. So kann eine gleich bleibend sehr gute Bildqualität erzielt werden.
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Erfindungsgemäß ist für eine zuverlässige Abschirmung auch bei sich in sehr kurzen Zeitintervallen ablösenden inaktiven und aktiven Phasen eine selbsttätige Steuerung einer Verschiebung der Ebenen mittels einer Steuervorrichtung vorgesehen.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist bei einer Biplan-Röntgeneinrichtung für mindestens eine Aufnahmeeinheit eine Steuerung der Verschiebung der Ebenen des jeweiligen Streustrahlenrasters derart vorgesehen, dass die Ebenen bei jeweils aktiver Röntgenquelle in der ersten Position und bei inaktiver Röntgenquelle in der zweiten Position angeordnet sind. Unter aktiver Röntgenquelle bzw. aktiver Phase der Röntgenquelle ist dabei immer zu verstehen, dass die Röntgenquelle Röntgenstrahlung aussendet, entsprechend wird bei inaktiver Röntgenquelle bzw. inaktiver Phase keine Röntgenstrahlung ausgesendet.
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In vorteilhafter Weise sind die Ebenen der ersten Aufnahmeeinheit während der Röntgenemission der ersten Röntgenquelle in der jeweils ersten Position und gleichzeitig die Ebenen der zweiten Aufnahmeeinheit in der jeweils zweiten Position. So ist es möglich, während einer Bildakquisition des ersten Aufnahmesystems den Röntgendetektor des zweiten Aufnahmesystems, dessen Röntgenquelle zu dem Zeitpunkt inaktiv ist, besonders einfach vor Streustrahlung der ersten Röntgenquelle zu schützen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die erste und die zweite Aufnahmeeinheit wechselweise impulsförmig zur Röntgenemission ansteuerbar und gleichzeitig sind die Ebenen der ersten und der zweiten Aufnahmeeinheit jeweils wechselweise in der jeweiligen ersten und der jeweiligen zweiten Position. Dadurch ist gewährleistet, dass auch bei hohen Bildraten und schnellem Wechsel zwischen aktiver und inaktiver Phase ein gleich bleibender, sehr guter Schutz vor ungewollter Röntgen- und/oder Streustrahlung vorhanden ist.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert, ohne dass dadurch eine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele erfolgt; es zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer Aufnahmeeinheit, bestehend aus einem Röntgendetektor, einem Röntgenstrahler und einem erfindungsgemäßen Streustrahlenraster mit zwei verschiebbaren Ebenen;
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2 einen Ausschnitt aus dem erfindungsgemäßen Streustrahlenraster gemäß 1 mit zwei verschiebbaren Ebenen in einer ersten Position;
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3 einen Ausschnitt aus dem erfindungsgemäßen Streustrahlenraster gemäß 1 mit zwei verschiebbaren Ebenen in einer zweiten Position;
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4 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Biplan-Röntgeneinrichtung mit zwei Streustrahlenrastern mit je zwei verschiebbaren Ebenen.
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1 zeigt eine Aufnahmeeinheit zur Akquisition von Röntgenabbildungen eines von einer Röntgenstrahlung 4 durchleuchteten Objektes 5, bestehend aus einem Röntgenstrahler 1, einem digitalen Festkörperdetektor 2 und einem erfindungsgemäßen Streustrahlenraster 3 zur Ausfilterung einer Streustrahlung. Der zwischen dem Objekt 5 und dem Festkörperdetektor 3 angeordnete erfindungsgemäße Streustrahlenraster 3 ist aus einer ersten Ebene 6 von Absorptionselementen 16 und aus einer zweiten Ebene 7 von Absorptionselementen 17 aufgebaut.
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Die Absorptionselemente 16; 17 sind wiederum in voneinander beabstandeten, im Wesentlichen parallel zueinander und parallel zu der Röntgenstrahlung 4 verlaufenden Reihen angeordnet. Die erste Ebene 6 und die zweite Ebene 7 sind gegeneinander mittels eines Motors 10, der einen Klappmechanismus auslöst, verschiebbar. Die Verschiebbarkeit kann dabei so geartet sein, dass entweder nur die erste Ebene 6 bewegt wird – wie in 3 angedeutet – oder nur die zweite Ebene 7 bewegt wird oder beide Ebenen 6; 7 gleichzeitig bewegt werden. Die Absorptionselemente 16; 17 bestehen aus einem Röntgenstrahlung 4 absorbierenden Material, wie beispielsweise aus Blei oder CFK (Carbonfaserverstärkter Kunststoff). Die Verschiebung der Ebenen 6; 7 kann automatisch durch die Steuerung der Röntgeneinrichtung initiiert werden, wobei Auslenkung, Zeitintervall und Dauer der Verschiebung von Parametern des Röntgenstrahlers 1 bzw. des Festkörperdetektors 2, wie zum Beispiel Auslesezeit und Bildfrequenz, und von einem Organprogramm abhängig sind.
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2 und 3 zeigen die beiden jeweiligen Positionen der gegeneinander verschiebbaren Ebenen 6; 7. In einer ersten Position – in 2 gezeigt – sind die Absorptionselemente 16 der ersten Ebene 6 gegenüber den Absorptionselementen 17 der zweiten Ebene 7 fluchtend. Dadurch kann in allgemein bekanndirekte Röntgenstrahlung 4 zu dem Festkörperdetektor 2 gelangen, während in allgemein bekannter Art ein Teil der Streustrahlung ausgefiltert wird.
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In einer zweiten Position – in 3 gezeigt – sind die Absorptionselemente 16 der ersten Ebene 6 gegenüber den Absorptionselementen 17 der zweiten Ebene 7 versetzt angeordnet. In vorteilhafter Weise ist die Anordnung dabei derart, dass jedes Absorptionselement 16 der ersten Ebene 6 im Wesentlichen mittig auf einer Lücke zwischen je zwei benachbarten Absorptionselementen 17 der zweiten Ebene 7 steht und umgekehrt. In dieser zweiten Position gelangt im Wesentlichen keine Streustrahlung mehr zu dem Röntgendetektor 2.
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Es ist auch möglich, einen Streustrahlenraster mit drei, vier oder mehr entsprechend gegeneinander verschiebbaren Ebenen aus Absorptionselementen auszubilden. Bei mehr als zwei Ebenen sind die Absorptionselemente der verschiedenen Ebenen derart versetzt zueinander anzuordnen, dass möglichst keine Röntgen- und/oder Streustrahlung zu dem Festkörperdetektor 2 gelangen kann.
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4 zeigt eine erfindungsgemäße Biplan-Röntgeneinrichtung 20, bei der es sich zum Beispiel um ein Biplan-Angiographiegerät handeln kann. Die Biplan-Röntgeneinrichtung 20 enthält zwei Aufnahmeeinheiten, wobei die erste Aufnahmeeinheit aus einem ersten Röntgenstrahler 21, einem ersten Festkörperdetektor 22 und einem ersten Streustrahlenraster 23 und die zweite Aufnahmeeinheit aus einem zweiten Röntgenstrahler 31, einem zweiten Festkörperdetektor 32 und einem zweiten Streustrahlenraster 33 aufgebaut ist. Die erste Aufnahmeeinheit ist geeignet, ein Objekt 5 aus einer ersten Richtung und die zweite Aufnahmeeinheit ist geeignet, das Objekt 5 aus einer zweiten Richtung zu durchstrahlen.
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Die erste Aufnahmeeinheit und die zweite Aufnahmeeinheit werden wechselweise betrieben, so dass während einer Emission von Röntgenstrahlung 4 durch den ersten Röntgenstrahler 21 und einer zugehörigen Röntgenaufnahme durch den ersten Röntgendetektor 22 der zweite Röntgenstrahler 31 keine Röntgenstrahlung emittiert und der zweite Festkörperdetektor 32 Offsetsignale zur Dunkelstromkorrektur aufnimmt. Andererseits wird während einer Emission von Röntgenstrahlung 4 durch den zweiten Röntgenstrahler 31 und einer zugehörigen Bildakquisition durch den zweiten Festkörperdetektor 32 von dem ersten Röntgenstrahler 21 keine Röntgenstrahlung emittiert und von dem ersten Festkörperdetektor 22 werden Offsetsignale zur Dunkelstromkorrektur aufgenommen. Es können jedoch auch teilweise Überlappungen der aktiven Phasen auftreten, um zum Beispiel möglichst schnelle abfolgende Bildakquisitionen durchzuführen.
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Der erste Streustrahlenraster 23 und der zweite Streustrahlenraster 33 sind erfindungsgemäß wie der in 1, 2 und 3 gezeigte Streustrahlenraster 3 ausgebildet. Sie bestehen aus zwei gegeneinander verschiebbaren Ebenen von Absorptionselementen, wobei in einer ersten Position der Ebenen die Absorptionselemente fluchtend und in einer zweiten Position zueinander versetzt angeordnet sind. Wesentlich ist nun eine Ansteuerung der Röntgenstrahler 21, 31 und der Streustrahlenraster 22; 32 derart, dass bei einer Emission von Röntgenstrahlung 4 durch den ersten Röntgenstrahler 21 der zweite Streustrahlenraster 33 des zweiten Festkörperdetektors 32 in einer zweiten, strahlungsabschirmenden Position geschaltet ist. Wird dagegen der zweite Röntgenstrahler 31 zur Emission von Röntgenstrahlung 4 angesteuert, so ist der zweite Streustrahlenraster 32 des zweiten Festkörperdetektors 32 in einer ersten Position geschaltet, während der erste Streustrahlenraster 23 des ersten Festköperdetektors 22 in einer zweiten, versetzten Position geschaltet ist.
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Somit ist sichergestellt, dass die bei der Ansteuerung des ersten Röntgenstrahlers 21 erzeugte Streustrahlung nicht die Signale des zweiten Festkörperdetektors 32 und die bei Ansteuerung des zweiten Röntgenstrahlers 31 erzeugte Streustrahlung nicht die Signale des ersten Festkörperdetektors 22 nachteilig beeinflussen können. Im Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist in prinzipieller Weise dargestellt, dass die Ansteuerung der Röntgenstrahler 21; 31, der Streustrahlenraster 23; 33 und die Signalverarbeitung der Signale der Festkörperdetektoren 22; 32 über eine Steuer- und Recheneinheit 8 erfolgt, der die Anzeigeeinrichtung 9 nachgeschaltet ist.
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Die Erfindung kann in folgender Weise kurz zusammengefasst werden: Zur Verringerung des negativen Einflusses von ungewollter Röntgen- und/oder Streustrahlung während einer strahlungsinaktiven Phase sind bei einem Streustrahlenraster 3; 23; 33, insbesondere für eine Biplan-Röntgeneinrichtung 20, mit Absorptionselementen 16; 17, welche in voneinander beabstandeten, im Wesentlichen parallel zueinander und parallel zu einer Röntgenstrahlung 4 einer Röntgenquelle 1; 21; 31 verlaufenden Reihen angeordnet sind, die Reihen der Absorptionselemente 16; 17 in wenigstens zwei übereinander verlaufenden separaten Ebenen 6; 7 angeordnet und die Ebenen 6; 7 gegeneinander derart verschiebbar, dass die Absorptionselemente 16; 17 in einer ersten Position fluchtend zueinander und in einer zweiten Position versetzt zueinander angeordnet sind.
