DE102007013223A1 - Fokal ausgerichteter CT-Detektor - Google Patents

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DE102007013223A1
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Robert B. Burnaby Thompson
Jonathan D. Short
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors

Abstract

Ein auf einen Brennpunkt ausgerichteter Szintillator (57) ist derart konstruiert, dass seine Szintillatorwände (90) geneigt verlaufen, um winkelmäßig mit einer Röntgenquelle (14) ausgerichtet zu sein. Der Szintillator (57) weist eine ebene Röntgenempfangsfläche (86) und eine ebene Lichtemissionsfläche (88) sowie mehrere Seitenwände (90) auf, die die ebene Röntgenempfangsfläche (86) mit der ebenen Lichtemissionsfläche (88) verbinden. Die Seitenwände (90) erstrecken sich zwischen der ebenen Röntgenempfangsfläche (86) und der ebenen Lichtemissionsfläche (88) nicht rechtwinklig zu diesen.

Description

  • HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein diagnostische Bildgebung und insbesondere einen radiographischen Detektor mit fokal ausgerichteten Zellen.
  • In einem Computertomographie(CT)-Bildgebungssystem sendet gewöhnlich eine Röntgenquelle ein fächerförmiges Strahlbündel in Richtung auf ein Subjekt oder Objekt, beispielsweise einen Patienten oder ein Gepäckstück, aus. Nachfolgend sollen die Ausdrücke „Subjekt" und „Objekt" hier alles enthalten, was abgebildet werden kann. Das Strahlbündel trifft, nachdem es durch das Objekt abgeschwächt worden ist, auf ein Array von Strahlungsdetektoren auf. Die Intensität der abgeschwächten Bündelstrahlung, die an dem Detektorarray empfangen wird, hängt gewöhnlich von der Abschwächung des Röntgenstrahls durch das Objekt ab. Jedes Detektorelement des Detektorarrays erzeugt ein gesondertes elektrisches Signal, das den durch jedes Detektorelement empfangenen abgeschwächten Strahl kennzeichnet. Die elektrischen Signale werden zur Analyse an ein Datenverarbeitungssystem übermittelt, das schließlich ein Bild erzeugt.
  • Im Allgemeinen werden die Röntgenquelle und das Detektorarray an der Gantry innerhalb einer Bildgebungsebene und um das Objekt herum gedreht. Röntgenquellen enthalten gewöhnlich Röntgenröhren, die den Röntgenstrahl an einem Fokuspunkt aussenden. Röntgendetektoren enthalten gewöhnlich einen Kollimator zur Kollimation von Röntgenstrahlen, die an dem Detektor empfangen werden, einen neben dem Kollimator liegenden Szintillator zur Umwandlung von Röntgenstrahlen in Lichtenergie und Fotodioden zum Empfang der Lichtenergie von dem benachbarten Szintillator und zur Erzeugung elektrischer Signale aus dieser.
  • Gewöhnlich wandelt jeder Szintillator eines Szintillatorarrays Röntgenstrahlen in Lichtenergie um. Jeder Szintillator führt Lichtenergie zu einer daneben liegenden Fotodiode ab. Jede Fotodiode erfasst die Lichtenergie und erzeugt ein entsprechendes elektrisches Signal. Die Ausgangssignale der Fotodioden werden anschließend zu dem Datenverarbeitungssystem zur Bildrekonstruktion übertragen.
  • Trotz der zahlreichen FortschritteVerbesserungen, die bei bekannten CT-Detektoren erzielt worden sind, bleibt die Bildqualität ein Schwerpunkt und ein Bereich, der verbesserungsbedürftig ist. Insbesondere bleibt ein Bedarf nach einer Verbesserung der Bildqualität unter Reduktion von Bildartefakten. Während Bildartefakte auf eine Vielzahl von Faktoren zurückgeführt werden können, ist ein Problem, mit dem man bei herkömmlichen CT-Detektoren konfrontiert wird, die Fehlausrichtung der Szintillatoren in Bezug auf die Röntgenquelle oder den einem Patienten nachgelagerten Kollimator. Die negativen Auswirkungen eines falsch ausgerichteten Szintillators sind in 8 veranschaulicht.
  • 8 zeigt eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen CT-Detektors 2. Der Detektor enthält ein Szintillatorarray 4 von Szintillatoren 6. Das Szintillatorarray ist über einem (nicht veranschaulichten) Fotodiodenarray platziert, so dass Licht, das durch das Szintillatorarray als Reaktion auf den Empfang von Röntgenstrahlen 7 emittiert wird, durch das Fotodiodenarray erfasst und verarbeitet wird. Für die Zwecke der Veranschaulichung enthält das Szintillatorarray auch einen einzelnen schlecht oder nicht fluchtend ausgerichteten Szintillator 6(a). Eine herkömmliche Detektoranordnung enthält auch Röntgenstrahlen abschirmende Elemente 8. Die Abschirmelemente sind bestimmt, um Röntgenstrahlen zu blockieren, so dass sie demzufolge gewöhnlich einige Röntgenstrahlen 7(a) blockieren, die durch interzelluläre Spalten bzw. Lücken 9 nicht hindurchtreten, jedoch Röntgenstrahlen 7(b) nicht blockieren, die durch die interzellulären Lücken 9 hindurchtreten.
  • Die Fehlausrichtung des Szintillators in Bezug auf die Röntgenquelle führt dazu, dass Röntgenstrahlen durch unterschiedliche Dicken eines Szintillatormaterials hindurchtreten, und hat demgemäß Inhomogenitäten der Spektralverstärkung in dem Szintillator, beispielsweise durch Knochen verursachte spektrale Artefakte, zur Folge. Das heißt, dass sich bei Szintillatoren, die in Bezug auf andere falsch ausgerichtet sind, die Pfadlängen von Röntgenstrahlen gegenüber anderen Szintillatoren unterscheiden. Dies führt dazu, dass diese falsch ausgerichteten Szintillatoren gegenüber den richtig ausgerichteten Szintillatoren eine andere Antwort in Bezug auf das Spektrum aufweisen.
  • In anderen Worten haben Röntgenstrahlen, die durch die Spalte zwischen den Szintillatoren hindurchtreten, eine andere Pfadlänge als diejenigen, die durch den Szintillator alleine hindurchtreten. Dieser Unterschied zwischen den Weglängen führt dazu, dass der falsch ausgerichtete Szintillator bezüglich der benachbarten und richtig ausgerichteten Szintillatoren eine andere Antwort aufweist. Außerdem können falsch ausgerichtete Abschirmelemente ebenfalls zu der spektralen Nichtlinearität beitragen, die auftritt, wenn die Szintillatoren falsch ausgerichtet sind. Im Ergebnis sind herkömmliche CT-Detektoren empfindlich für durch Fehlausrichtung von Detektorzellen verursachte Artefakte, beispielsweise Ringe, Streifen und Zentrumsartefakte.
  • Deshalb wäre es wünschenswert, einen CT-Detektor zu gestalten, der für durch Fehlausrichtung induzierte Artefakte weniger anfällig ist. Es wäre ferner wünschenswert, einen CT-Detektor mit Detektorzellen zu haben, die in Bezug auf die Röntgenquelle eines radiographischen Bildgebungssystems durchwegs einheitlich ausgerichtet sind.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen fokal ausgerichteten CT-Detektor, der die vorerwähnten Nachteile überwindet. Der CT-Detektor ist derart konstruiert, dass Szintillatorwände schräg bzw. geneigt sind, um winkelmäßig mit einer Röntgenquelle ausgerichtet zu sein. In dieser Beziehung ist der CT-Detektor für spektrale Artefakte, die mit einer Detektorzellenfehlausrichtung verbunden sind, weniger anfällig.
  • Deshalb enthält die vorliegende Erfindung gemäß einem Aspekt einen Szintillator mit einer ebenen Röntgenempfangsfläche und einer ebenen Lichtemissionsfläche. Der Szintillator weist ferner mehrere Seitenwände auf, die die ebene Röntgenempfangsfläche und die ebene Lichtemissionsfläche miteinander verbinden. Die Seitenwände erstrecken sich nicht senkrecht zwischen der ebenen Röntgenempfangsfläche und der ebenen Lichtemissionsfläche.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein radiographischer Detektor ein Fotodiodenarray, das mehrere Fotodioden enthält, die konfiguriert sind, um in Abhängigkeit von erfasstem Licht elektrische Signale auszugeben. Jede Fotodiode weist eine ebene Lichterfassungsfläche auf. Der Detektor weist ferner ein Szintillatorarray auf, das mehrere Szintillatoren enthält, die konfiguriert sind, um Licht in Abhängigkeit von dem Empfang von Röntgenstrahlen zu emittieren. Jeder Szintillator weist Seitenwände auf, die in Bezug auf die ebene Lichterfassungsfläche einer zugehörigen Fotodiode schief bzw. schräg angeordnet sind.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt enthält die vorliegende Erfindung ein CT-System, das eine drehbare Gantry aufweist. Die Gantry weist eine Öffnung auf, um ein zu scannendes Objekt aufzunehmen. Das System weist ferner eine Röntgenquelle, die konfiguriert ist, um einen fächerförmigen Röntgenstrahl unter einem gegebenen Projektionswinkel in Richtung auf das Objekt zu projizieren, und ein Szintillatorarray mit mehreren Szintillatorzellen auf, die konfiguriert sind, um Röntgenenergie in Licht zu wandeln. Jede Zelle eines jeden Szintillators ist durch dezentrierte Seitenwände gebildet, die sich entlang eines Winkels erstrecken, der parallel zu dem gegebenen Projektionswinkel ist. Mit dem Szintillatorarray ist ein Fotodiodenarray optisch gekoppelt, das mehrere Fotodioden enthält, die konfiguriert sind, um von dem Szintillatorarray emittiertes Licht zu erfassen und eine elektrische Signalausgabe zu liefern. Das System weist ferner ein Datenakquisitionssystem (DAS), das mit dem Fotodiodenarray verbunden und konfiguriert ist, um das elektrische Ausgangssignal des Fotodiodenarrays zu empfangen, und eine Bildrekonstruktionseinrichtung auf, die mit dem DAS verbunden und konfiguriert ist, um ein Bild des Objektes aus dem durch das DAS empfangenen elektrischen Ausgangssignal des Fotodiodenarrays zu rekonstruieren.
  • Zahlreiche weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den Zeichnungen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Zeichnungen veranschaulichen eine bevorzugte Ausführungsform, die momentan zur Ausführung der Erfindung vorgesehen ist.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine bildhafte Ansicht eines CT-Bildgebungssystems;
  • 2 ein schematisiertes Blockschaltbild des in 1 veranschaulichten Systems;
  • 3 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform eines Detektorarrays des CT-Systems;
  • 4 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform eines Detektors;
  • 5 eine Darstellung zur Veranschaulichung verschiedener Konfigurationen des Detektors nach 4 in einem Vierschichtmodus;
  • 6 eine Teilansicht eines CT-Detektors gemäß der vorliegenden Erfindung, im Querschnitt;
  • 7 eine bildhafte Ansicht eines CT-Systems zur Verwendung bei einem nicht invasiven Gepäckkontrollsystem;
  • 8 eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen CT-Detektors.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Die Betriebsumgebung der vorliegenden Erfindung ist in Bezug auf ein Vierschicht-Computertomographie(CT)-System beschrieben. Jedoch wird jeder, der auf dem Fachgebiet kundig ist, verstehen, dass die vorliegende Erfindung zur Verwendung im Zusammenhang mit Einzelschicht- oder anderen Mehrschichtkonfigurationen in gleicher Weise anwendbar ist. Ferner ist die vorliegende Erfindung in Bezug auf die Erfassung und Umwandlung von Röntgenstrahlen beschrieben. Jedoch wird ein Fachmann ferner verstehen, dass die vorliegende Erfindung auch für die Erfassung und Umwandlung anderer hochfrequenter elektromagnetischer Energie in gleicher Weise anwendbar ist. Die vorliegende Erfindung ist in Bezug auf einen CT-Scanner der „dritten Generation" beschrieben, wobei sie in gleicher Weise mit anderen CT-Systemen verwendbar ist. Außerdem wird angenommen, dass die vorliegende Erfindung auch auf Detektoren anderer radiographischer Bildgebungssysteme, beispielsweise Röntgenscanner, ebenfalls anwendbar ist.
  • Bezugnehmend auf 1 und 2 ist ein Computertomographie(CT)-Bildgebungssystem 10 veranschaulicht, wie es eine Gantry 12 enthält, die für einen CT-Scanner der „dritten Generation" kennzeichnend ist. Die Gantry 12 weist eine Röntgenquelle 14 auf, die ein Strahlbündel von Röntgenstrahlen 16 in Richtung auf ein Detektorarray 18 auf der gegenüberliegenden Seite der Gantry 12 projiziert. Das Detektorarray 18 ist durch mehrere Detektoren 20 gebildet, die gemeinsam die projizierten Röntgenstrahlen erfassen, die einen medizinischen Patienten 22 durchdringen. Jeder Detektor 20 erzeugt ein elektrisches Signal, das die Intensität eines auftreffenden Röntgenstrahls und somit den ab geschwächten Röntgenstrahl, wie dieser durch den Patienten 22 hindurchtritt, kennzeichnet. Während eines Scanns zur Akquisition von Röntgenprojektionsdaten rotieren die Gantry 12 und die an dieser montierten Komponenten um einen Drehmittelpunkt 24.
  • Die Drehung der Gantry 12 und der Betrieb der Röntgenröhre 14 sind durch eine Steuerungseinrichtung 26 des CT-Systems 10 gesteuert. Die Steuerungseinrichtung 26 enthält eine Röntgensteuerungseinrichtung 28, die Leistungs- und Zeitsteuerungssignale an eine Röntgenquelle 14 und eine Gantrymotorsteuerungseinrichtung 30 liefert, die die Drehzahl und -position der Gantry 12 steuert. Ein Datenakquisitionssystem (DAS) 32 in der Steuerungseinrichtung 26 tastet analoge Daten von den Detektoren 20 ab und wandelt die Daten in digitale Signale für eine nachfolgende Verarbeitung um. Eine Bildrekonstruktionseinrichtung 34 empfängt abgetastete und digitalisierte Röntgendaten von dem DAS 32 und führt eine Hochgeschwindigkeitsrekonstruktion aus. Das rekonstruierte Bild wird als eine Eingabe einem Computer 36 zugeführt, der das Bild in einer Massenspeichervorrichtung 38 speichert.
  • Der Computer 36 empfängt ferner Befehle und Scannparameter von einem Bediener über eine Konsole 40, die eine Tastatur aufweist. Eine zugehörige Kathodenstrahlröhrenanzeige 42 ermöglicht dem Bediener, das rekonstruierte Bild und andere Daten von dem Computer 36 zu beobachten. Die von dem Bediener gelieferten Befehle und Parameter werden durch den Computer 36 dazu verwendet, Steuerungssignale und Informationen an das DAS 32, die Röntgensteuerung 28 und die Gantrymotorsteuerung 30 zu liefern. Außerdem wirkt der Computer 36 auf eine Tischmotorsteuerungseinrichtung 44 ein, die einen Motor angetriebenen Tisch 46 steuert, um den Patienten 22 und die Gantry 12 in Bezug aufeinander zu positionieren. Insbesondere bewegt der Tisch 46 Abschnitte eines Patienten 22 durch eine Gantryöffnung 48 hindurch.
  • Wie in den 3 und 4 veranschaulicht, enthält das Detektorarray 18 mehrere Szintillatoren 57, die ein Szintillatorarray 56 bilden. Ein dem Patienten nachgelagerter (nicht veranschaulichter) Kollimator ist über dem Szintillatorarray 56 positioniert, um Röntgenstrahlen 16 zu kollimieren, bevor derartige Röntgenstrahlen auf das Szintillatorarray 56 auftreffen.
  • In einer Ausführungsform, wie sie in 3 veranschaulicht ist, enthält das Detektorarray 18 57 Detektoren 20, wobei jeder Detektor 20 eine Arraygröße von 16 × 16 aufweist. Demzufolge weist das Array 18 16 Reihen und 912 Spalten (16 × 57 Detektoren) auf, die die gleichzeitige Erfassung von 16 Datenschichten bei jeder Umdrehung der Gantry 12 ermöglichen.
  • Schalterarrays 80 und 82, 4, sind durch mehrdimensionale Halbleiterarrays gebildet, die zwischen dem Szintillatorarray 56 und dem DAS 32 eingekoppelt sind. Die Schaltarrays 80 und 82 enthalten mehrere (nicht veranschaulichte) Feldeffekttransistoren (FETs), die in Form eines mehrdimensionalen Arrays angeordnet sind. Das FET-Array enthält eine Vielzahl elektrischer Leitungen, die an jede der jeweiligen Dioden 60 angeschlossen sind, und eine Vielzahl von Ausgangsleitungen, die über eine flexible elektrische Schnittstelle 84 elektrisch mit dem DAS 32 verbunden sind. Insbesondere ist ungefähr eine Hälfte der Fotodiodenausgänge mit dem Schalter 80 elektrisch verbunden, während die andere Hälfte der Fotodiodenausgänge mit dem Schalter 82 elektrisch verbunden ist. Zusätzlich kann zwischen den einzelnen Szintillatoren 57 eine (nicht veranschaulichte) Reflektorschicht eingefügt sein, um von benachbarten Szintillatoren gestreutes Licht zu reduzieren. Jeder Detektor 20 ist an einem Detektorrahmen 77 mittels Halteklammern 79 gesichert, 3.
  • Die Schalterarrays 80 und 82 enthalten ferner einen (nicht veranschaulichten) Dekodierer, der Fotodiodenausgänge entsprechend einer gewünschten Anzahl von Schichten und Schichtauflösungen für jede Schicht aktiviert, deaktiviert oder miteinander kombiniert. Der Dekodierer ist in einer Ausführungsform durch einen Dekodiererchip oder einen FET-Controller gebildet, wie dies auf dem Fachgebiet bekannt ist. Der Dekodierer enthält mehrere Ausgangs- und Steuerungsleitungen, die mit den Schalterarrays 80 und 82 sowie dem DAS 32 gekoppelt sind. In einer Ausführungsform, die als ein 16-Schicht-Modus definiert ist, aktiviert der Dekodierer die Schalterarrays 80 und 82 in einer derartigen Weise, dass sämtliche Reihen des Fotodiodenarrays 52 aktiviert sind, was gleichzeitig 16 Datenschichten zur Verarbeitung durch das DAS 32 ergibt. Natürlich sind viele andere Schichtkombinationen möglich. Beispielsweise kann der Dekodierer auch unter anderen Schichtmodi, einschließlich eines Ein-, Zwei- und Vierschichtenmodus, wählen.
  • Wie in 5 veranschaulicht, können die Schalterarrays 80 und 82 durch Aussendung der geeigneten Dekodiereranweisungen in dem Vierschichtmodus derart konfiguriert werden, dass die Daten von vier Schichten einer einzelnen oder mehrerer Reihen des Fotodiodenarrays 52 gesammelt werden. In Abhängigkeit von der speziellen Konfiguration der Schalterarrays 80 und 82 können unterschiedliche Kombinationen von Fotodioden 60 aktiviert, deaktiviert oder derart miteinander kombiniert werden, dass die Schichtdicken eine, zwei, drei oder vier Reihen von Szintillatorarrayelementen 57 umfassen können. Zu weiteren Beispielen gehören ein Einschichtmodus, der eine einzelne Schicht mit Schichtdicken in einem Bereich von 1,25 mm bis zu 20 mm enthält, und ein Zweischichtmodus, der zwei Schichten mit Schichten der Dicke in einem Bereich zwischen 1,25 mm und 10 mm enthält. Weitere Modi, die über die hier beschriebenen hinausgehen, werden ebenfalls in Erwägung gezogen.
  • Indem nun auf 6 Bezug genommen wird, ist dort eine Querschnittsansicht eines CT-Detektors 20 gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Für die Zwecke der Veranschaulichung sind lediglich fünf Szintillatoren und Fotodioden veranschaulicht, wobei ein Fachmann ohne weiteres verstehen wird, dass ein CT-Detektor einige mehrere derartige Szintillatoren und Fotodioden enthalten kann. Außerdem sind, wie ebenfalls bekannt ist, die Szintillator- und Fotodiodenarrays durch 2D-Arrays gebildet. Wie veranschaulicht und vorstehend beschrieben, enthält der Detektor 20 ein Szintillatorarray 56, das durch mehrere Szintillatoren 57 gebildet ist, die beim Empfang von Röntgenenergie aufleuchten. Dieses Aufleuchten wird durch die Fotodioden 60 des Fotodiodenarrays 52 erfasst. Diesbezüglich weist jeder Szintillator 57 eine planare Röntgenempfangsfläche 86 und eine planare Lichtemissionsfläche 88 auf. Die Flächen 86, 88 sind durch Szintillatortrennwände oder -seitenwände 90 miteinander verbunden. Wie veranschaulicht, sind die Seitenwände 90 in Bezug auf die Röntgenempfangs- und die Lichtemissionsflächen unter einem Winkel angeordnet. Infolge der Spitzwinkligkeit der Seitenwände ist die Röntgenemp fangsfläche 86 eines Szintillators 57 gegenüber der Lichtemissionsfläche 88 des Szintillators 57 versetzt angeordnet.
  • Die winkeligen oder schrägen Seitenwände 90 sind derart unter einem Winkel angeordnet, dass die Szintillatoren auf die (nicht veranschaulichte) Röntgenquelle gerichtet sind. In dieser Hinsicht sind die Seitenwände schräg und parallel zu den Röntgenpfaden 16 angeordnet. Diese Neigung bzw. Schräglage hat zur Folge, dass die Seitenwände in Bezug auf die Röntgenempfangs- und Lichtemissionsflächen nicht rechtwinklig ausgerichtet sind. Außerdem sind die Trennwände winkelig in Bezug auf die Stirnflächen 91 der Fotodioden 52 angeordnet. Infolgedessen ist der Röntgenpfad unter den Szintillatoren des Szintillatorarrays relativ einheitlich und konstant. Dies ist für einen falsch ausgerichteten Szintillator, beispielsweise denjenigen, der durch einen Szintillator 57(a) veranschaulicht ist, besonders vorteilhaft. In anderen Worten ist die Spektralantwort aufgrund der geringeren Varianz der Pfadlänge bei einem falsch ausgerichteten Szintillator weniger empfindlich für Szintillatorfehlausrichtungen.
  • Weiterhin bezugnehmend auf 6 enthält der CT-Detektor 20 vorzugsweise einen Kollimator 92, der insgesamt durch ein Array von Kollimatorelementen oder -platten 94 gebildet ist. Vorzugsweise ist jede Kollimatorplatte in Form einer Verlängerung einer jeweiligen Szintillatorseitenwand eingerichtet. Somit ist, ähnlich dem Szintillatorarray, das Kollimatorgitter ebenfalls mit der Röntgenquelle ausgerichtet. Zusätzlich ist vorgesehen, dass der Detektor 20 konstruiert sein kann, um (nicht veranschaulichte) Abschirmelemente aufzuweisen, um eine zusätzliche Röntgen strahlkollimation und -isolation zu erzielen. Außerdem wird bevorzugt, dass Szintillatorlücken 90 mit einem Licht reflektierenden Epoxid oder einem sonstigen Material gefüllt werden, um optisches Übersprechen zwischen den Szintillatoren zu reduzieren. Die Kollimatorplatten 94 bilden gemeinsam einen 1D-Kollimator 92.
  • Es wird in Erwägung gezogen, dass die vorstehend beschriebene Szintillatorkonstruktion gemäß einer von einer Vielzahl von Herstellungstechniken oder Kombinationen derselben erreicht werden kann. Diesbezüglich kann der Szintillator durch Gießen eines Szintillatormaterials erzeugt werden. Alternativ können herkömmliche Formpresstechniken verwendet werden. Weiterhin wird erwogen, mechanische oder chemische Zerspannungstechniken zu verwenden. Außerdem wird in Erwägung gezogen, dass auch elektromagnetische Ablation, beispielsweise mit einem Laser, eingesetzt werden kann. Unabhängig von der Herstellungstechnik sind die Szintillatorwände derart konstruiert, dass sie in Richtung auf eine Röntgenquelle eines radiographischen Bildgebungssystems geneigt verlaufen, wenn sie in einer Detektoranordnung untergebracht sind. Vorteilhafterweise führt dies dazu, dass die Seitenwände selbst während einer Datenakquisition nicht der primären Strahlung ausgesetzt sind.
  • Bezugnehmend nun auf 7 enthält ein Kontrollsystem 100 für Päckchen/Packete/Gepäck eine drehbare Gantry 102 mit einer darin vorgesehenen Öffnung 104, durch die Packete, Päckchen oder Gepäckstücke passieren können. In der drehbaren Gantry 102 sind eine Quelle 106 einer hochfrequenten elektromagnetischen Energie sowie eine Detektoranordnung 108 mit Szintillatorarrays untergebracht, die in ähnlicher Weise, wie vorstehend beschrieben, Szintillator zellen aufweisen. Es ist ferner ein Fördersystem 110 vorgesehen, das ein Förderband 112 enthält, das von einer Struktur 114 gehaltert ist, um automatisch und fortdauernd Packete oder Gepäckstücke 116, die gescannt werden sollen, durch die Öffnung 104 zu führen. Die Objekte 116 werden mit dem Förderband 112 durch die Öffnung 104 befördert, wobei dann Bilddaten akquiriert werden und das Förderband 112 die Packet- bzw. Gepäckstücke 116 in einer kontrollierten und kontinuierlichen Weise aus der Öffnung 104 fortschafft. Demzufolge können Postkontrolleure, im Gepäckdienst Beschäftigte und ein sonstiges Sicherheitspersonal auf eine nicht invasive Weise den Inhalt der Gepäck- oder Packetstücke 116 hinsichtlich Sprengstoffe, Messer, Waffen, Schmuggelware, etc. überprüfen.
  • Folglich enthält die vorliegende Erfindung gemäß einem Aspekt einen Szintillator, der eine ebene Röntgenempfangsfläche und eine ebene Lichtemissionsfläche aufweist. Der Szintillator weist ferner mehrere Seitenwände auf, die die ebene Röntgenempfangsfläche und die ebene Lichtemissionsfläche miteinander verbinden. Die Seitenwände erstrecken sich nicht senkrecht zwischen der ebenen Röntgenempfangsfläche und der ebenen Lichtemissionsfläche.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Radiographiedetektor ein Fotodiodenarray, das mehrere Fotodioden enthält, die konfiguriert sind, um elektrische Signale in Abhängigkeit von erfasstem Licht auszugeben. Jede Fotodiode weist eine ebene Lichterfassungsfläche auf. Der Detektor weist ferner ein Szintillatorarray, das mehrere Szintillatoren enthält, die konfiguriert sind, um Licht in Abhängigkeit von dem Empfang von Röntgenstrahlen zu emittieren. Jeder Szintillator weist Seitenwände auf, die schief in Bezug auf die ebene Lichterfassungsfläche einer jeweiligen Fotodiode verlaufen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt enthält die vorliegende Erfindung ein CT-System mit einer drehbaren Gantry. Die Gantry weist eine Öffnung auf, um ein Objekt, das gescannt werden soll, aufzunehmen. Das System weist ferner eine Röntgenquelle, die konfiguriert ist, um einen Röntgen-Fächerstrahl unter einem gegebenen Projektionswinkel in Richtung auf das Objekt zu projizieren, und ein Szintillatorarray mit mehreren Szintillatorzellen auf, die konfiguriert sind, um Röntgenenergie in Licht zu wandeln. Jede Zelle jedes Szintillators ist durch dezentriert angeordnete Seitenwände definiert, die sich entlang eines Winkels erstrecken, der parallel zu dem gegebenen Projektionswinkel verläuft. Ein Fotodiodenarray ist in optischer Weise mit dem Szintillatorarray gekoppelt und enthält mehrere Fotodioden, die konfiguriert sind, um von dem Szintillatorarray emittiertes Licht zu erfassen und eine elektrische Signalausgabe zu liefern. Das System weist ferner ein Datenakquisitionssystem (DAS), das mit dem Fotodiodenarray verbunden und konfiguriert ist, um das elektrische Ausgangssignal des Fotodiodenarrays entgegenzunehmen, sowie eine Bildrekonstruktionseinrichtung auf, die mit dem DAS verbunden und konfiguriert ist, um ein Bild des Objektes aus dem durch das DAS entgegengenommenen elektrischen Ausgangssignal des Fotodiodenarrays zu rekonstruieren.
  • Die vorliegende Erfindung ist anhand der bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden, wobei es klar ist, dass abgesehen von den hier ausdrücklich erwähnten weitere Äquivalente, Alternativen und Modifikationen möglich sind, die in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.
  • Ein auf einen Brennpunkt ausgerichteter Szintillator 57 ist derart konstruiert, dass seine Szintillatorwände 90 geneigt verlaufen, um winkelmäßig mit einer Röntgenquelle 14 ausgerichtet zu sein. Der Szintillator 57 weist eine ebene Röntgenempfangsfläche 86 und eine ebene Lichtemissionsfläche 88 sowie mehrere Seitenwände 90 auf, die die ebene Röntgenempfangsfläche 86 mit der ebenen Lichtemissionsfläche 88 verbinden. Die Seitenwände 90 erstrecken sich zwischen der ebenen Röntgenempfangsfläche 86 und der ebenen Lichtemissionsfläche 88 nicht rechtwinklig zu diesen.
  • 10
    Computertomographie(CT)-Bildgebungssystem
    12
    Gantry
    14
    Röntgenquelle
    16
    Röntgenstrahlbündel
    18
    Detektorarray
    20
    Mehrere Detektoren
    22
    Medizinischer Patient
    24
    Drehzentrum, Drehmittelpunkt
    26
    Steuerungseinrichtung
    28
    Röntgensteuerungseinrichtung
    30
    Gantrymotorsteuerungseinrichtung
    32
    Datenakquisitionssystem (DAS)
    34
    Bildrekonstruktionseinrichtung
    36
    Computer
    38
    Massenspeichervorrichtung
    40
    Bedienerkonsole
    42
    Zugehörige Kathodenstrahlröhrenanzeige
    44
    Tischmotorsteuerungseinrichtung
    46
    Motor angetriebener Tisch
    48
    Gantryöffnung
    52
    Fotodiodenarray
    56
    Szintillatorarray
    57
    Mehrere Szintillatoren
    60
    Fotodioden
    77
    Detektorrahmen
    79
    Halteklammern
    80
    Schalterarray
    82
    Schalterarray
    84
    Flexible elektrische Schnittstelle
    86
    Ebene, planare Röntgenempfangsfläche
    88
    Ebene, planare Lichtemissionsfläche
    90
    Seitenwände
    91
    Stirnfläche
    92
    Kollimator
    94
    Array von Kollimatorelementen oder -platten
    100
    Päckchen/Packet/Gepäck-Kontrollsystem
    102
    Drehbare Gantry
    104
    Öffnung
    106
    Hochfrequente elektromagnetische Energiequelle
    108
    Detektoranordnung
    110
    Fördersystem
    112
    Förderband
    114
    Struktur
    116
    Packete oder Gepäckstücke

Claims (9)

  1. Szintillator (57), der aufweist: eine ebene Röntgenempfangsfläche (86) und eine ebene Lichtemissionsfläche (88) und mehrere Seitenwände (90), die die ebene Röntgenempfangsfläche (86) und die ebene Lichtemissionsfläche (88) miteinander verbinden, wobei sich die Seitenwände (90) nicht senkrecht zwischen der ebenen Röntgenempfangsfläche (86) und der ebenen Lichtemissionsfläche (88) erstrecken.
  2. Szintillator (57) nach Anspruch 1, wobei die Seitenwände (90) unter einem Winkel zwischen der ebenen Röntgenempfangsfläche (86) und der ebenen Lichtemissionsfläche (88) derart angeordnet sind, dass die Seitenwände (90) während einer radiographischen Bildgebung mit einer Röntgenquelle (14) ausgerichtet sind.
  3. Szintillator (57) nach Anspruch 2, wobei die ebene Röntgenempfangsfläche (86) gegenüber der ebenen Lichtemissionsfläche (88) geradlinig versetzt ist.
  4. Szintillator (57) nach Anspruch 1, der durch Gießen von Szintillatormaterial gebildet ist.
  5. Szintillator (57) nach Anspruch 1, der durch Pressformen von Szintillatormaterial gebildet ist.
  6. Szintillator (57) nach Anspruch 1, der durch Zerspannen einer Szintillatormasse gebildet ist.
  7. Szintillator (57) nach Anspruch 1, der durch elektromagnetische Ablation mittels eines Lasers gebildet ist.
  8. Szintillator (57) nach Anspruch 1, der in einer Detektoranordnung (20) eines CT-Scanners (10) eingebaut ist.
  9. Szintillator (57) nach Anspruch 1, wobei die Röntgenempfangsfläche (86) einen Flächeninhalt aufweist, der gleich demjenigen der Lichtemissionsfläche (88) ist.
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