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Die
Erfindung betrifft eine Blendenvorrichtung für eine zur Abtastung eines
Objektes vorgesehene Röntgeneinrichtung
und ein Verfahren für
eine solche Blendenvorrichtung.
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Aus
der
DE 102 42 920
A1 ist eine Blendenvorrichtung bekannt, mit der zur Vermeidung
einer unnötigen
Strahlenbelastung bei einer Abtastung eines Objektes mit einer Röntgeneinrichtung,
beispielsweise in Form eines Computertomographen, das Strahlenbündel in
sehr präziser
Weise auf das Messfeld des Detektors eingestellt werden kann. Die Blendenvorrichtung
umfasst zur Einstellung des von dem Röntgenstrahler ausgehenden Strahlenbündels eine
Blende mit zwei strahlerseitigen Absorberelementen. Die Blende ist
so ausgebildet, dass die beiden Absorberelemente mit einer hohen
Stellgenauigkeit vor Beginn einer Untersuchung positionierbar sind.
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Aus
der
DE 196 25 864
C2 ist ein Röntgenaufnahmegerät mit zwei
hintereinander angeordneten Blenden bekannt, die zur Einblendung
eines pyramidenförmigen
Röntgenstrahlenbündels dienen. Lediglich
die vom Fokus weiter entfernt liegende Blende ist verstellbar ausgeführt.
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Weiterhin
ist aus der
DE 42 29
321 A1 eine Primärstrahlenblende
bekannt, bei der in zwei parallelen Ebenen jeweils zwei Blendenpaare
gegenläufig zueinander
verstellbar sind, so dass eine rechteckförmige Einblendung des Röntgenstrahlenbündels möglich ist.
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In
der
DE 31 36 806 A1 wird
darüber
hinaus ein Röntgenuntersuchungsgerät offenbart,
welches eine Röntgenröhre mit
unterschiedlich einstellbaren Brennflecken und eine justierbare Blende
umfasst. Die Blende kann beim Umschalten des Brennflecks dabei synchron
in der gleichen Richtung und um etwa den gleichen Betrag verschoben
werden, um den sich der Brennfleck verschiebt.
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Bei
einer spiralförmigen
Abtastung des Objektes, bei der das Aufnahmesystem um eine Systemachse
des Computertomographen rotiert und bei der gleichzeitig das Objekt
relativ zum Aufnahmesystem in Richtung der Systemachse verstellt
wird, ist es zur Rekonstruktion eines Bildes innerhalb eines Nutzvolumens
notwendig, ein in Richtung der Systemachse größeres Abtastvolumen als das
Nutzvolumen zu bestrahlen. Das im Vergleich zum Nutzvolumen größere Abtastvolumen
hängt im
Wesentlichen von dem zur Rekonstruktion des Bildes verwendeten Algorithmus
ab. Es ergibt sich aus der Anzahl der zusätzlich benötigten Rotationen bzw. dem
zusätzlich benötigten Bruchteil
einer Rotation, die während
eines Vorlaufs und eines Nachlaufs der Abtastung zur Rekonstruktion
durchgeführt
werden müssen.
Nur ein Bruchteil der durch die Abtastung gewonnenen Information
während
des Vorlaufs und des Nachlaufs wird jedoch später zur Rekonstruktion verwendet,
so dass das Objekt während
dieser Abschnitte der Abtastung einer unnötigen Strahlenbelastung ausgesetzt
ist.
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Mit
steigender Volumenabdeckung der Detektoren in Richtung der Systemachse
kann zwar die Anzahl der Rotationen des Aufnahmesystems zur Abtastung
des Nutzvolumens reduziert werden. Die Anzahl der Rotationen eines
Spiralscans während des
Vorlaufs und des Nachlaufs, die zur vollständigen Rekonstruktion des Nutzvolumens
notwendig sind, bleiben jedoch von der Volumenabdeckung des Detektors
unbeeinflusst. In Folge dessen steigt also der Anteil der Rotationen
durch den Vorlauf und den Nachlauf der Abtastung im Vergleich zu
den Rotationen, die für
die gesamte Abtastung benötigt
werden; gleichzeitig wird dadurch die Dosiseffizienz, also der tatsächlich zur
Rekonstruktion verwendete Anteil der Strahlung reduziert.
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Der
Anteil der Abtastung durch den Vorlauf und den Nachlauf im Vergleich
zur gesamten Abtastung des Abtastvolumens beträgt beispielsweise bei einem
Computertomographen, der einen Detektor mit Z = 16 Zeilen und einer
Zeilenbreite von B = 0,75 mm aufweist und einen Röntgenstrahler
umfasst, wobei der Röntgenstrahler
das 12 mm breite Messfeld in Richtung der Systemachse des Computertomographen
mit einem von der Blendenvorrichtung eingestellten Strahlenbündel ausleuchtet,
bei einem abzutastenden Nutzvolumen von L = 200 mm, einem eingestellten
Pitch von P = 1 und bei jeweils einer vollen zur Rekonstruktion
benötigten
Rotation des Aufnahmesystems während
des Vorlaufs und des Nachlaufs der Abtastung insgesamt 12%. Nur
ungefähr
die Hälfte
der während
des Vorlauf und des Nachlaufs applizierten Strahlung leistet zur
Rekonstruktion eines Bildes einen Beitrag, sodass die Strahlenbelastung
des Patienten ca. 6 % der insgesamt applizierten Strahlendosis beträgt.
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Bei
dem Einsatz eines Detektors mit Z = 128 Zeilen und einer Zeilenbreite
von B = 0,6 mm würde sich
der Anteil des Vorlaufs und des Nachlaufs an der gesamten Abtastung
sogar auf unge fähr
77 % erhöhen,
sodass die zusätzliche
Strahlenbelastung des Patienten auf ca. 39 % der insgesamt applizierten Strahlendosis
ansteigt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Blendenvorrichtung für eine zur
Abtastung eines Objektes vorgesehene Röntgeneinrichtung bzw. ein Verfahren
für eine
solche Blendenvorrichtung anzugeben, mit der bzw. mit dem die Abtastung
eines Volumens des Objektes mit einer verringerten Strahlenbelastung
möglich
ist.
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Die
Aufgabe wird durch eine Blendenvorrichtung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
1 bzw. durch ein Verfahren für
eine solche Blendenvorrichtung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
10 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Blendenvorrichtung bzw. des Verfahrens
sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 9 bzw. 11 bis 18.
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Die
Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass eine Strahlenbelastung
eines Objektes dann verringert werden kann, wenn mit der Blendenvorrichtung
sowohl eine sehr präzise
Einstellung des Strahlenbündels
zur Ausleuchtung des Messfeldes eines Detektors als auch eine dynamische
Ausblendung eines nicht benötigten
Teils der Röntgenstrahlung
durchführbar
ist.
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Beim
Einstellen eines Strahlenbündels
auf das Messfeld des Detektors und beim dynamischen Ausblenden eines
nicht benötigten
Teils des Strahlenbündels
sind jedoch zwei sehr unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen. Das
Einstellen des Strahlenbündels
auf das Messfeld des Detektors muss einerseits sehr präzise mit
einer Positionsgenauigkeit der Blende von wenigen Mikrometern erfolgen.
Die hohe Anforderung ergibt sich daraus, dass bereits ein geringer
Positionsfehler der Blende durch den hohen Abbildungsmaßstab dazu
führt,
dass das Strahlenbündel
erheblich verstellt wird. Anderseits ist es erforderlich, dass das
dynamische Ausblenden eines Teils des Strahlenbündels mit einer hohen Geschwindigkeit
durchführbar
ist.
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Eine
präzise
und zugleich schnelle Einstellung des Strahlenbündels sind durch die sehr unterschiedlichen
Anforderungen an die Blende mit den bekannten Vorrichtungen nur
sehr unzureichend zeitgleich realisierbar. Eine Optimierung der
einen Anforderung würde
nur auf Kosten der verbleibenden Anforderung möglich sein. Die Blendenvorrichtung
würde bei
schneller Ausblendmöglichkeit
des Strahlenbündels
entweder zu hohe Toleranzen bei der präzisen Einstellung des Strahlenbündels auf
das Messfeld des Detektors oder bei einer präzisen Einstellmöglichkeit
eine zu hohe Trägheit
bei der dynamischen Ausblendung des Strahlenbündels aufweisen. Normalerweise
werden die Blendenvorrichtungen daher so betrieben, dass im Zweifel
ein größerer Bereich
des Objektes bestrahlt wird, als dies zur Rekonstruktion erforderlich
wäre, damit
eine artefaktfreie Rekonstruktion eines Bildes gewährleistet
ist. In diesem Fall ist jedoch das Objekt einer erhöhten Strahlenbelastung
ausgesetzt.
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Die
Erfindung geht weiter von der Erkenntnis aus, dass eine Erfassung
der zur Rekonstruktion eines artefaktfreien Bildes notwendigen Projektionen bei
gleichzeitig möglichst
geringer Strahlenbelastung des Objektes insbesondere dann möglich ist,
wenn das Einstellen des Strahlenbündels auf das Messfeld des
Detektors und das dynamische Ausblenden des nicht benötigten Teils
des Strahlenbündels
getrennt voneinander vorgenommen werden.
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Nach
der Erfindung weist die Blendenvorrichtung daher zumindest zwei
Blenden auf, wobei für zumindest
einen Abschnitt der Abtastung des Objektes ein mit der ersten Blende
eingestelltes Strahlenbündel
mittels der zweiten Blende zumindest teilweise dynamisch ausblendbar
ist.
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Das
Einstellen und das dynamische Ausblenden des Strahlenbündels erfolgt
also mit zwei unterschiedlichen Blenden getrennt voneinander, so dass
die unterschiedlichen Anforderungen zur Abtastung eines Objektes
mit einer geringen Strahlenbelastung zeitgleich erfüllt werden
können.
Die erste Blende wird zur präzisen
Einstellung des Strahlenbündels
auf das Messfeld des Detektors eingesetzt, während die zweite Blende das
dynamische Ausblenden des Strahlenbündels ermöglicht. Jede Blende kann durch
diese Trennung also in sicherer und gleichzeitig einfacher Weise
an die ihr zugeordnete Funktion angepasst werden. Die Blenden sind
dabei vorzugsweise so ausgeführt,
dass das Einstellen des Strahlenbündels durch die erste Blende
mit einer hohen Stellgenauigkeit und das dynamische Ausblenden durch
die zweite Blende mit einer hohen Stellgeschwindigkeit durchführbar ist.
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Bei
einer dynamischen Ausblendung des Strahlenbündels bestrahlt das verbleibende
Strahlenbündel
vorteilhaft im Wesentlichen nur einen Bereich des Objektes, der
zur Rekonstruktion eines Bildes beiträgt, so dass eine unnötige Strahlenbelastung
des Objektes vermieden wird.
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Der
Abschnitt der Abtastung, in dem eine dynamische Ausblendung des
Strahlenbündels
erfolgt, entspricht vorteilhaft einem Vorlauf der Abtastung, beispielsweise
in Form eines Spiralscans, des Objektes. Ebenso ist es selbstverständlich auch
denkbar, dass der Abschnitt der Abtastung vorzugsweise einem Nachlauf
der Abtastung des Objektes entspricht. Durch eine dynamische Ausblendung
eines nicht benötigten
Teils des Strahlenbündels
beim Vorlauf und beim Nachlauf während
beispielsweise eines Spiralscans kann sich, wie schon eingangs erwähnt, die
Strahlenbelastung des Objektes in einem erheblichen Maße reduzieren.
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Das
dynamische Ausblenden erfolgt in einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung in Abhängigkeit
einer Abtastposition in Richtung einer Systemachse der Röntgeneinrichtung.
Es ist jedoch auch denkbar, die Ausblendung in Abhängigkeit
des Drehwinkels des Aufnahmesystems oder in Abhängigkeit einer Abtastzeit zu
steuern.
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Die
zweite Blende ist im Vergleich zur ersten Blende in einer vorteilhaften
Ausführung
näher an
einem Fokus des Strahlenbündels
angeordnet. Aufgrund der Fächergeometrie
des Strahlenbündels
ist eine zum Fokus der Strahlung nähere Positionierung der zweiten
Blende deshalb von Vorteil, weil dadurch das Übersetzungsverhältnis zwischen
einer Verstellung der zweiten Blende und einer damit verbundenen Änderung
des Strahlenbündels
erhöht
wird. Natürlich
ist auch eine umgekehrte Reihenfolge der Blendenpositionen denkbar.
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In
einer vorteilhaften Variante der Erfindung sind die beiden Blenden
der Blendenvorrichtung parallel zueinander verstellbar angeordnet,
so dass eine situationsabhängige
Anpassung der Blendenvorrichtung an die Strahlengeometrie des Aufnahmesystems
der Röntgeneinrichtung
vorgenommen werden kann. Eine Anpassung an die Strahlengeometrie kann
beispielsweise dann erforderlich sein, wenn sich aufgrund von thermischen
Belastungen der Fokus des Strahlers verschiebt.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Unteransprüchen sind
in den folgenden schematischen Zeichnungen dargestellt; es zeigen:
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1 in
perspektivischer Teilansicht ein Computertomographiegerät mit einer
erfindungsgemäßen Blendenvorrichtung
mit zwei Blenden,
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2 in
Form eines Diagramms einer zweidimensionalen Projektion senkrecht
zur Systemachse die spiralförmige
Abtastung während
des Vorlaufs, der Abtastung des Nutzvolumens und des Nachlaufs,
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3 in
einer seitlichen Detailansicht die in 1 gezeigte
Blendenvorrichtung,
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4 in
Form eines Diagramms die Verstellpositionen der Blendenelemente
der beiden Blenden relativ zur Gantry während des Vorlaufs, der Abtastung
des Nutzvolumens und des Nachlaufs,
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5 in
Form eines Diagramms die Verstellpositionen der beiden Blenden relativ
zur Gantry während
des Vorlaufs, der Abtastung des Nutzvolumens und des Nachlaufs,
wobei die zweite Blende eine Schlitzblende ist,
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6 in
Form eines Diagramms, eine parallele Verstellung der beiden Blenden.
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In 1 ist
eine Röntgeneinrichtung,
hier ein Computertomograph, in teils blockartiger und teils perspektivischer
Ansicht gezeigt. Dessen Aufnahmesystem weist einen Strahler 15,
beispielsweise in Form einer Röntgenröhre, mit
einer quellennahen Blendenvorrichtung 1 und einen als flächenhaftes
Array ausgebildeten Detektor 13 auf. Das Array umfasst
dabei eine Mehrzahl von zu Zeilen und zu Spalten angeordneten Detektorelementen 14,
wobei nur eines davon mit einem Bezugszeichen versehen ist.
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Der
Strahler 15 und der Detektor 13 sind in einem
nicht explizit eingezeichneten, als Gantry bezeichneten Drehrahmen
derart gegenüberliegend angebracht,
dass im Betrieb des Computertomographen ein von einem Fokus 12 des
Strahlers 15 ausgehendes und durch die Blendenvorrichtung 1 eingeblendetes,
fächerförmiges Strahlenbündel 10 auf
den Detektor 13 trifft. Die Detektorelemente 14 erzeugen jeweils
einen von der Schwächung
der durch den Messbereich tretenden Strahlung abhängigen Schwächungswert,
der im Folgenden als Messwert bezeichnet wird. Die Umwandlung der
Strahlung in Messwerte erfolgt bei spielsweise mittels einer mit
einem Szintillator optisch gekoppelten Photodiode oder mittels eines
direkt konvertierenden Halbleiters. Ein Satz von Messwerten des
Detektors 13 wird als ,Projektion' bezeichnet.
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Der
Drehrahmen kann mittels einer nicht dargestellten von der Steuereinheit 18 kontrollierten
Antriebseinrichtung um eine Systemachse 11 in gezeigter φ-Richtung
in Rotation versetzt werden. Auf diese Weise lassen sich eine Vielzahl
von Projektionen aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen von
einem im Messbereich des Aufnahmesystems angeordneten Objekt 2 anfertigen.
Durch eine Rotation der Gantry bei gleichzeitigem kontinuierlichem
Vorschub des Objektes 2 in Richtung der Systemachse 11 kann
insbesondere ein Untersuchungsvolumen des Objektes 2 abgetastet
werden, das größer ist
als der vom Aufnahmesystem gebildete Messbereich. Die Messwerte
der Projektionen werden von einer Datenerfassungseinheit 16 ausgelesen
und zur Berechnung eines rekonstruierten Bildes einer Recheneinheit 17 zugeführt. Das
rekonstruierte Bild kann auf einer Anzeigeeinheit 19 einer
Bedienperson visuell dargestellt werden.
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Zur
Rekonstruktion eines Bildes eines Untersuchungsvolumens, welches
im Folgenden als Nutzvolumen 8 bezeichnet wird, ist es
notwendig, ein in Richtung der Systemachse 11 größeres Abtastvolumen
als das Nutzvolumen 8 zu bestrahlen. Das im Vergleich zum
Nutzvolumen 8 größere Abtastvolumen
hängt im
Wesentlichen von dem zur Rekonstruktion des Bildes verwendeten Algorithmus
ab. Es ergibt sich aus der Anzahl der zusätzlich benötigten Rotationen, die während eines
in 2 gezeigten Vorlaufs 7 und eines Nachlaufs 9 der
spiralförmigen Abtastung 5 zur
Rekonstruktion durchgeführt
werden müssen.
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Ohne
eine dynamische Ausblendung eines Teils des vom Strahler 15 ausgehenden
Strahlenbündels 10 werden
während
des Vorlaufs 7 und des Nachlaufs 9 Bereiche des
Objektes 2 bestrahlt, die keinen Beitrag zur Rekonstruktion
des Bildes leisten, so dass das Objekt 2, beispielsweise
ein Patient, während
dieser Abschnitte der spiralförmige
Abtastung 5 einer unnötigen
Strahlenbelastung durch Röntgenstrahlung
ausgesetzt ist.
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Zur
Verringerung der Strahlenbelastung des Objektes 2 bei einem
Abtastvorgang weist die Blendenvorrichtung 1 zwei unterschiedliche
Blenden 3, 4 auf. Die erste Blende 3 dient
zur präzisen
Einstellung des Strahlenbündels 10 auf
das Messfeld des Detektors 13. Die erste Blende 3 ist
so ausgestaltet, dass das Einstellen des Strahlenbündels 10 mit
einer sehr hohen Stellgenauigkeit möglich ist. Die zweite Blende 4 dient
im Gegensatz dazu zur dynamischen Ausblendung des zur Rekonstruktion
nicht benötigten Teils
des Strahlenbündels 10.
Beispielsweise erfolgt die dynamische Ausblendung des Strahlenbündels 10 während des
Vorlaufs 7 und des Nachlaufs 9 der Abtastung.
Die zweite Blende 4 ist so ausgestaltet, dass eine besonders
hohe Stellgeschwindigkeit, beispielsweise von mehreren cm pro Sekunde
erfolgen kann.
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Das
Einstellen und das Ausblenden eines Teils des Strahlenbündels 10 werden
also getrennt voneinander durchgeführt, so dass die jeweilige Blende 3; 4 an
die mit ihr verbundene Anforderung bezüglich der Stellgenauigkeit
und der Steilgeschwindigkeit angepasst werden kann.
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Die
zweite Blende 4 ist im Vergleich zur ersten Blende 3 näher zum
Fokus 12 angeordnet, so dass schon mit geringen Verstellungen
der zweiten Blende 4 große Veränderungen der Fächergeometrie bewirkt
werden. Prinzipiell lassen sich aber Blendenvorrichtungen natürlich auch
mit einer umgekehrten Anordnung der Blenden realisieren.
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Die
beiden Blenden 3, 4 umfassen, so wie in 3 in
einer seitlichen Detailansicht der Blendenvorrichtung 1 gezeigt,
jeweils zwei voneinander unabhängig
verstellbare Blendenelemente 3.1, 3.2; 4.1, 4.2 mit
denen das Strahlenbündel 10 eingegrenzt werden
kann.
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Ebenso
kann die Bewegung der Blendenelemente 3.1, 3.2; 4.1, 4.2 synchron
erfolgen, insbesondere dann, wenn Schlitzblenden mit einer festen Öffnung verwendet
werden. Ferner kann nur eine der beiden Blenden 3; 4 als
Schlitzblende, die jeweils andere Blende mit zwei voneinander unabhängig verstellbaren
Blendenelementen ausgebildet sein.
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Die
Blendenelemente 3.1, 3.2 der ersten Blende 3 sind,
wie eben beschrieben, derart verstellbar ausgeführt, dass eine sehr präzise Einstellung des
Strahlenbündels 10 auf
das Messfeld des Detektors 13 erfolgen kann. Beispielsweise
kann jedes dieser Blendenelemente 3.1; 3.2 jeweils
mit einem dafür vorgesehenen
Stellmotor zusammenwirken, der eine Stellgenauigkeit von wenigen
Mikrometern aufweist. Die hohe Stellgenauigkeit wird jedoch in der
Regel auf Kosten einer schnellen dynamischen Verstellung der Blendenelemente
erzielt. Aus diesem Grund eignet sich die erste Blende 3 nicht
zum dynamischen Ausblenden eines Teils des Strahlenbündels 10 in dem
Bereich des Vorlaufs 7 und des Nachlaufs 9 der spiralförmigen Abtastung 5.
In diesen Bereichen werden zur Verminderung der Strahlenbelastung
des Objektes 2 vor allem schnelle Stellgeschwindigkeiten je
nach Betriebsart des Computertomographen von mehreren Zentimetern
pro Sekunde benötigt.
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Zur
schnellen dynamischen Ausblendung eines entsprechenden Teils des
Strahlenbündels 10 wird
daher die zusätzliche,
von der ersten Blende 3 unabhängig betreibbare zweite Blende 4 verwendet. Die
hohe Stellgeschwindigkeit vom mehreren Zentimetern pro Sekunde der
zweiten Blende 4 ist beispielsweise durch den Einsatz entsprechender
Stellmotoren, die mit den Blendenelemente 4.1, 4.2 zusammenwirken,
erzielbar. Die hohe Stellgeschwindigkeit der zweiten Blende 4 kann
jedoch auch zu größeren Toleranzen
der einstellbaren Genauigkeit der Stellposition der Blendenelemente 4.1, 4.2 führen. Aus
diesem Grund wird die zweite Blende 4 so betrieben, dass
die Ausblendung des Strahlenbündels 10 zur
Verringerung der Strahlenbelastung unter Berücksichtigung der möglichen
Toleranzen so erfolgt, dass zu jedem Zeitpunkt der zur Rekonstruktion notwendige
Teilbereich des Detektors 13 während des Vorlauf 7 und
des Nachlaufs 9 bestrahlt wird.
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4 veranschaulicht
das Zusammenwirken der beiden Blenden 3, 4 während der
spiralförmigen
Abtastung 5 des Objektes 2, wobei die Verstellpositionen 22, 23, 24, 25 der
jeweiligen Blendenelemente in Richtung der Systemachse 11 des
Computertomographen während
des Vorlaufs 7, der Abtastung des Nutzvolumens 8 und
während
des Nachlaufs 9 relativ zur Gantry in Form eines Diagramms dargestellt
sind. Die Verstellpositionen des ersten Blendenelementes 3.1 der
ersten Blende 3 sind mit dem Bezugszeichen 24,
die des zweiten Blendenelementes 3.2 mit dem Bezugszeichen 25 versehen.
Die Verstellpositionen des ersten Blendenelementes 4.1 der
zweiten Blende 4 sind mit dem Bezugszeichen 22,
die des zugehörigen
zweiten Blendenelementes 4.2 mit dem Bezugszeichen 23 versehen.
Darüber
hinaus ist in schraffierte Form der Öffnungsbereich 21 der
Blendenvorrichtung dargestellt, der für eine artefaktfreie Rekonstruktion
eines Bildes erforderlich ist.
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Die
erste Blende 3 wird vor Beginn der Untersuchung in präziser Weise
so eingestellt, dass das gesamte Messfeld des Detektors 13 ausgeleuchtet werden
kann. Es erfolgt während
der Untersuchung typischerweise keine Verstellung der ersten Blende 3 unter
der Vorraussetzung, dass sich die Geometrie des Aufnahmesystems,
insbesondere die Geometrie zwischen Fokus 12 und Detektor 13 nicht ändert. Die Verstellpositionen 24, 25 der
beiden Blendenelemente 3.1, 3.2 der ersten Blende 3 sind
also während
des Verlaufs der Untersuchung, so wie in der 4 gezeigt,
konstant.
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Wie
aus dem schraffierten Öffnungsbereich 21 erkennbar,
wird zur Rekonstruktion des Bildes während des Vorlaufs 7 der
Abtastung nicht der vollständige
Bereich der Blendenöffnung
der ersten Blende 3, sondern nur ein Teilbereich davon
genutzt. Zu Beginn der Abtastung beträgt der Teilbereich in diesem Beispiel
ungefähr
die Hälfte
der gesamten Blendenöffnung
der ersten Blende 3. Der zur Rekonstruktion verwendete
Teilbereich vergrößert sich schritthaltend
mit dem Objektvorschub 20 und erreicht bei Abtastung des
Nutzvolumens 8 die vollständige Größe der Blendenöffnung der
ersten Blende 3, die so eingestellt ist, dass in sehr präziser Weise
das gesamte Messfeld des Detektors 13 ausgeleuchtet ist.
Umgekehrt verkleinert sich die genutzte Blendenöffnung mit dem Objektvorschub 20 in
diesem Beispiel wiederum bis etwa zur Hälfte der Blendenöffnung der
ersten Blende 3.
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Die
zweite Blende 4 wird zur Reduzierung der Strahlenbelastung
während
des Vorlaufs 7 dynamisch so verstellt, dass der nicht benötigte Teil
des Strahlenbündels 10 im
Wesentlichen ausgeblendet ist.
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Die
Ausblendung wird dabei mittels des ersten Blendenelementes 4.1 der
zweiten Blende 4 bewirkt. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird dieses Blendenelement 4.2 zu Beginn der Untersuchung
soweit in Richtung der Systemachse 11 ausgefahren, bis
etwa die Hälfte
der Blendenöffnung
der ersten Blende 3 abgedeckt und der nicht benötigte Teil
des Strahlenbündels 10 ausgeblendet ist.
Das erste Blendenelement 4.1 der zweiten Blende 4 wird
während
des Vorlaufs 7 der Abtastung schritthaltend mit dem Objektvorschub 20 kontinuierlich
zurückgefahren,
wodurch während
des Vorlaufs 7 das erste Blendenelement 4.1 der
zweiten Blende 4 bezüglich
des Objektes 2 ortsfest angeordnet ist und nur der zur
Rekonstruktion notwendige Teilbereich des Messfeldes bestrahlt wird.
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Um
der eventuell schlechteren Stellgenauigkeit der zweiten Blende 4 Rechnung
zu tragen, sind die Verstellpositionen dieses Blendenelementes 4.1 so
gewählt,
dass auch bei auftretenden größeren Toleranzen
in jedem Fall der zu Rekonstruktion notwendige Teilbereich des Messfeldes
des Detektors 13 bestrahlt wird. Die zweite Blende 4 wird
also um einen geringen Betrag weiter zurückgestellt, als dieses normalerweise
not wendig wäre.
Die Verstellposition des zweiten Blendenelementes 4.2 der
zweiten Blende 4 ist während
des Vorlaufs 7 so gewählt,
dass das Strahlenbündel 10 durch
das präzise
eingestellte zweite Blendenelement 3.2 der ersten Blende 3 eingegrenzt
wird.
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In
dem sich an den Vorlauf 7 anschließenden Bereich der Abtastung
zur Erfassung des Nutzvolumens 8 sind die beiden Blendenelemente 4.1, 4.2 der zweiten
Blende 4 soweit zurückgefahren,
dass das Strahlenbündel 10 in
präziser
Form lediglich durch die erste Blende 3 eingeblendet ist.
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Erst
beim Nachlauf 9 der Abtastung wird das zweite Blendenelement 4.2 der
zweiten Blende 4 schritthaltend mit dem Objektvorschub 20 in
die durch die erste Blende 3 gebildete Blendenöffnung eingefahren,
so dass der zu Rekonstruktion nicht benötigte Teil des Strahlenbündels 10 dynamisch
ausgeblendet ist. Während
des Nachlaufs 9 ist das zweite Blendenelement 4.2 der
zweiten Blende 4 somit ortsfest zum Objekt ausgerichtet.
Aufgrund der geringeren Stellgenauigkeit der zweiten Blende 4 werden, so
wie beim Vorlauf 7, Verstellpositionen eingenommen, bei
denen auch bei größeren Toleranzen
in der jeweils eingenommen Position in jedem Fall der zur Rekonstruktion
benötigte
Teilbereich des Messfeldes bestrahlt wird.
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Die
zu Beginn und während
der Abtastung beim Vorlauf 7 und beim Nachlauf 9 eingenommen Verstellpositionen
der Blendenelemente 4.1, 4.2 der zweiten Blende 4 zur
Reduzierung der Strahlenbelastung haben in diesem Ausführungsbeispiel
nur beispielhaften Charakter und hängen im Wesentlichen davon
ab, welcher Algorithmus zur Rekonstruktion verwendet wird.
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Abweichend
von den vorangestellten Betrachtungen ist es ebenfalls denkbar,
dass zumindest eine der beiden Blenden 3; 4 als
Schlitzblende 30 mit einer fest eingestellten Blendenöffnung 31 ausgeführt ist. 5 zeigt
beispielhaft das Zusammen wirken der beiden Blenden während einer
Abtastung für den
Fall, dass die zweite Blende als Schlitzblende 30 ausgeführt ist.
Die dynamische Ausblendung des nicht benötigten Teils des Strahlenbündels 10 erfolgt in
diesem Fall durch ein Verstellen der Schlitzblende 30 als
Ganzes. Die Blendenöffnung 31 der
Schlitzblende 30 ist so zu dimensionieren, dass in dem
Bereich der Abtastung des Nutzvolumens 8, die Eingrenzung
des Strahlenbündels 10 allein
durch die erste Blende 3 möglich ist. Für den Fall,
dass die Blendenöffnung 31 der
Schlitzblende 30 größer ist als
die der ersten Blende 3, so wie in dem Beispiel gezeigt,
wird die Schlitzblende 30 während der Abtastung des Nutzvolumens 8 so
verstellt, dass eine dynamische Eingrenzung des Strahlenbündels 10 während des
Nachlaufs 9 mit dem in Bezug auf den Vorlauf 7 gegenüberliegenden
Teil der Schlitzblende 30 möglich ist.
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Während des
Betriebs des Computertomographen kann die thermische Belastung des
Strahlers 15 dazu führen,
dass sich der Fokus 12 aus seiner Ursprungslage verlagert.
Aus diesem Grund kann es erforderlich sein, die Lage der beiden
Blenden 3, 4 zu korrigieren. Zu diesem Zweck können die beiden
Blenden 3, 4, so wie in der 6 abgebildet, parallel
zueinander verstellt werden, wobei die Verlagerung entsprechend
einer Verlagerung des Fokus 12 der Strahlung durchgeführt wird.
Die Verlagerung ist auf einfache Weise beispielsweise dann möglich, wenn
die beiden Blenden 3, 4 jeweils auf einem Schienensystem
gelagert sind.