Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein im Bereich der diagnostischen
und interventionellen Radiologie einsetzbares, zur hochauflösenden radiografischen
Darstellung von interessierenden Gewebebereichen eines zu untersuchenden
Patienten dienendes Zweistrahler-Volumen-CT-Röntgendetektorsystem
eines Mehrschicht-Spiral-CT-Geräts, mit dessen Hilfe die
Volumenabdeckung pro Detektorumlauf mittels computertomografischer
Bildgebung abzubildender Teile dieser Gewebebereiche im Vergleich
zu herkömmlichen Einstrahler-CT-Systemen vergrößert
werden kann.The
The present invention relates to a field of diagnostic
and interventional radiology applicable to high-resolution radiographic
Representation of tissue regions of interest to be examined
Patient serving two-emitter volume CT X-ray detector system
a multi-layer spiral CT device that helps the
Volume coverage per detector revolution using computed tomography
Imaging of imaged parts of these tissue areas in comparison
enlarged to conventional single-beam CT systems
can be.
Moderne
Einstrahler-Spiral-CT-Geräte arbeiten nach einem Scanverfahren,
bei dem Transversalschichten von Gewebebereichen im Körperinneren eines
zu untersuchenden Patienten mittels Röntgen-Computertomografie
abgebildet werden, indem diese Gewebebereiche von einer Röntgenquelle
aus wechselnden Richtungen (typischerweise über einen Winkelbereich
von 360°) mit monochromatischer Röntgenstrahlung
einer bestimmten Intensität durchstrahlt werden. Dabei
wird sowohl die Röntgenquelle als auch eine auf einer entgegengesetzten
Seite des Patienten zu dieser Röntgenquelle diametral (d.
h. um einen Winkelbetrag von 180° versetzt) angeordnete
Röntgendetektoreinheit mit konstanter Winkelgeschwindigkeit
um diese Achse rotiert. Während des CT-Scanvorgangs, der
typischerweise über eine Vielzahl solcher 360°-Rotationen
andauert, wird der Patient bei Spiralscans mit einer konstanten
Vorschubgeschwindigkeit entlang seiner Körperlängsachse
durch eine aus einem fächerförmigen Röntgenstrahlenbündel
gebildete Strahlenebene bewegt. Sowohl der Fokus der Röntgenquelle
als auch der Schwerpunkt der Röntgendetektoreinheit laufen
dabei relativ zum Patienten auf jeweils einer schraubenlinienförmigen
Spiralbahn (Helix) um die vorgenannte, mit der Körperlängs achse
des Patienten zusammenfallende Rotationsachse. Je nach Gerätetyp
können auch Volumendaten mehrerer (in der Regel zwischen
vier und 64) zur Rotationsachse normaler Axialebenen gleichzeitig
aufgenommen werden (Mehrschicht- oder Multislice-Computertomografie, MSCT).
Auf diese Weise lässt sich der CT-Scanvorgang mit einfachen
technischen Mitteln beschleunigen. Aus den dabei gemessenen Absorptionswerten wird
dann ein 2D-Schnittbild als Intensitätsprofil in einer
Projektionsdarstellung berechnet. Um die Konsistenz der aus unterschiedlichen
Richtungen gewonnenen Bilddaten zu gewährleisten, wird
der Patient von einem Radiologen angewiesen, während der Dauer
eines CT-Scanvorgangs den Atem anzuhalten und sich nicht zu bewegen.modern
Single-beam spiral CT devices work according to a scanning process,
in the transversal layers of tissue areas in the interior of a body
patients to be examined by means of X-ray computed tomography
be imaged by these tissue areas from an x-ray source
from changing directions (typically over an angular range
of 360 °) with monochromatic X-radiation
be irradiated with a certain intensity. there
Both the X-ray source and one on an opposite
Side of the patient to this x-ray source diametrically (i.e.
H. arranged offset by an angle of 180 °)
X-ray detector unit with constant angular velocity
rotated around this axis. During the CT scan, the
typically over a variety of such 360 ° rotations
persists, the patient is in spiral scans with a constant
Feed rate along its longitudinal axis
by a fan-shaped X-ray beam
formed beam plane moves. Both the focus of the x-ray source
as well as the center of gravity of the X-ray detector unit run
thereby relative to the patient on each of a helical
Spiral orbit (helix) around the aforementioned, with the body longitudinal axis
the patient's coincident axis of rotation. Depending on the device type
can also handle volume data of several (usually between
four and 64) to the axis of rotation of normal axial planes simultaneously
(Multilayer or Multislice Computed Tomography, MSCT).
In this way, the CT scan can be done with simple
speed up technical means. From the measured absorption values
then a 2D slice image as an intensity profile in one
Projection representation calculated. To the consistency of different
Directions to ensure image data obtained is
the patient is instructed by a radiologist for the duration
a CT scan to hold your breath and not move.
Als
Strahlungsdetektoren kommen heute neben Direktkonvertern (wie z.
B. Xenon-Gasdetektoren) hauptsächlich Festkörper-
bzw. Szintillationsdetektoren zum Einsatz, welche aus einem szintillierenden
Material, z. B. aus Cadmium-Wolframat (CdWO4),
Lanthanoxidbromid (LaOBr), Gadoliniumoxidsulfid (Gd2O2S) oder einem auf Basis seltener Erden zusammengesetzten
keramischen Verbundwerkstoff, bestehen, das die bei der Röntgendetektoreinheit
ankommende abgeschwächte Röntgenstrahlung in ein
Lichtsignal aus dem Wellenlängenbereich sichtbaren Lichts
umwandelt. Das nach Röntgenanregung emittierte sichtbare
Licht wird mit Hilfe von lichtsensitiven Halbleiter-Bauelementen
(z. B. pn- bzw. pin-Fotodioden, Streifen-Fotodioden, Dot-Dioden,
bipolaren Fototransistoren, Foto-Feldeffekttransistoren bzw. Fotogates)
erfasst und in elektrische Analogsignale (z. B. in Fotoströme
oder Fotospannungen) einer vorgegebenen Anzahl von Bildpunkten (Pixeln)
darzustellender 2D-Schnittbilder umgesetzt, wobei die Signalamplituden
dieser elektrischen Analogsignale Helligkeitswerten der einzelnen
Pixel entsprechen. Nach Digitalisierung der auf diese Weise akquirierten
Signale werden auf einem mit dem Spiral-CT-Gerät verbundenen
Rekonstruktionsrechner Schnittbilder oder Volumendaten errechnet,
die auf einem Anzeigebildschirm eines Bildschirm-Terminals in grafischer
Form visualisiert werden können und die im Strahlengang
liegenden Gewebebereiche in Form der lokalen Absorptionskoeffizienten
darstellen. Neben der hohen Scan-Geschwindigkeit ist ein weiterer
Vorteil moderner Mehrschicht-Spiral-CT die Gewinnung von Datensätzen mit
isotropen Voxeln. Dadurch sind 2D-Rekonstruktionen von Bilddaten
orthogonaler Bildebenen (axial, sagittal, koronar), schräg
verlaufender Bildebenen bzw. gekrümmter Bildflächen
sowie hochaufgelöste 3D-Rekonstruktionen möglich.As radiation detectors, in addition to direct converters (such as xenon gas detectors), mainly solid-state or scintillation detectors are used today, which are made of a scintillating material, eg. Example of cadmium tungstate (CdWO 4 ), lanthanum oxide (LaOBr), Gadoliniumoxidsulfid (Gd 2 O 2 S) or a composite based on rare earth composite ceramic material, consisting of the X-ray detector in the incoming attenuated X-radiation into a light signal from the wavelength range visible light converts. The visible light emitted after x-ray excitation is detected by means of light-sensitive semiconductor components (eg pn or pin photodiodes, strip photodiodes, dot diodes, bipolar phototransistors, photo field effect transistors or photogates) and into electrical analog signals (For example, in photoelectric currents or photospeed) of a predetermined number of pixels (pixels) to be displayed 2D sectional images converted, the signal amplitudes of these electrical analog signals correspond to brightness values of the individual pixels. After digitizing the signals acquired in this way, sectional images or volume data are calculated on a reconstruction computer connected to the spiral CT apparatus, which can be visualized on a display screen of a display terminal in graphical form, and the tissue areas lying in the beam path in the form of local absorption coefficients represent. In addition to the high scanning speed, another advantage of modern multi-slice spiral CT is the acquisition of data sets with isotropic voxels. As a result, 2D reconstructions of image data of orthogonal image planes (axial, sagittal, coronal), oblique image planes or curved image surfaces as well as high-resolution 3D reconstructions are possible.
Ein
mit einem derartigen Röntgendetektor ausgestattetes Einstrahler-Spiral-CT-Gerät
ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 02 574 C2 bekannt.
Der Röntgendetektor, bei dem es sich um einen Teil des
Aufnahmesystems dieses Computertomografiegeräts handelt,
dient dabei zur Erzeugung von Detektorausgangssignalen als Maß für
die Absorption einer von einer Röntgenquelle ausgehenden
und durch einen Messbereich tretenden Röntgenstrahlung.
Dieser Detektor umfasst eine Vielzahl von Detektorelementen, die
in einem aus Detektorzeilen und Detektorspalten gebildeten, rechteckförmigen
Detektorarray auf einer Detektoroberfläche angeordnet sind.
Zur Untersuchung von Gewebebereichen im Körperinneren eines
in einem bestimmten Messbereich positionierten Patienten kann auf
Basis der aus verschiedenen Drehwinkelpositionen gewonnenen Detektorausgangssignale
eine 3D-Darstellung rekonstruiert werden.One equipped with such an X-ray detector Einstrahler spiral CT device is for example from the German patent application DE 195 02 574 C2 known. The X-ray detector, which is part of the recording system of this computed tomography device, serves to generate detector output signals as a measure of the absorption of X-ray radiation emanating from an X-ray source and passing through a measuring region. This detector comprises a multiplicity of detector elements, which are arranged in a detector array and detector columns formed on a rectangular detector array on a detector surface. In order to examine tissue areas in the interior of the body of a patient positioned in a specific measuring range, a 3D representation can be reconstructed on the basis of the detector output signals obtained from different rotational angle positions.
Im
Rahmen der CT-gestützten Bildgebung mittels konventioneller
Einstrahler-Spiral-CT-Geräte stellen insbesondere Atem-
und Bewegungsartefakte, die auf Atmungs-, Körper- oder
Organbewegungen eines mittels Spiral-CT zu untersuchenden Patienten
zurückzuführen sind, ein großes Problem
dar, da diese sich besonders störend auf die Bildqualität auswirken
können. Bei einer CT-Angiokardiografie des kardio-pulmonalen
Gefäßsystems können Pulsationsartefakte
durch das schlagende Herz beispielsweise zu abrupten Kontrastveränderungen
führen und intraluminale Füllungsdefekte vortäuschen.
Darüber hinaus kann es zu einem Auftreten von Doppelkonturen
und einer verminderten Kontrastierung kommen. Auch eine Verzerrung
dargestellter Blutgefäße ist möglich.In the context of CT-based imaging using conventional single-beam spiral CT devices, in particular, respiratory and motion artifacts relying on respiratory, body or organ motion gene to be examined by means of spiral CT patients are a major problem, since they can have a particularly disturbing effect on the image quality. In a CT angiocardiography of the cardio-pulmonary vasculature, for example, pulsatile artifacts from the beating heart can lead to abrupt contrast changes and simulate intraluminal filling defects. In addition, double contours and diminished contrast may occur. Distortion of displayed blood vessels is also possible.
Die
erforderliche Anzahl der Detektorzeilen, d. h. die Ausdehnung des
Röntgendetektors in Richtung der Rotationsachse, die zu
einer artefaktfreien Rekonstruktion einer 3D-Darstellung abzubildender Organe
oder sonstiger Gewebebereiche notwendig ist, wird im Wesentlichen
von der Form und den Abmessungen dieser Bildobjekte sowie von der
gewünschten Volumenabdeckung in Richtung der Rotationsachse
bestimmt. Eine hohe Anzahl von Detektorzeilen ermöglicht
eine simultane Aufzeichnung von benachbarten Schichten und somit
eine schnelle Abtastung des zu untersuchenden Volumens, so dass
die Auftrittshäufigkeit von Atem- und Bewegungsartefakten,
die die Bildqualität beeinträchtigen, verringert
wird. Eine hohe Anzahl von Detektorspalten wird dann benötigt,
wenn ein abzubildendes Organ bzw. ein darzustellender Gewebebereich
eine verhältnismäßig große Querschnittsausdehnung
in einer parallel zur Rotationsebene verlaufenden Messebene aufweist.The
required number of detector rows, d. H. the extent of the
X-ray detector in the direction of the axis of rotation, to
an artifact-free reconstruction of a 3D representation of organs to be imaged
or other tissue areas is essentially becomes
of the shape and dimensions of these picture objects and of the
desired volume coverage in the direction of the axis of rotation
certainly. A high number of detector lines allows
a simultaneous recording of adjacent layers and thus
a fast scan of the volume to be examined so that
the frequency of occurrence of respiratory and motion artifacts,
which affect the picture quality, reduced
becomes. A high number of detector columns is then required
if an organ to be imaged or a tissue area to be displayed
a relatively large cross-sectional dimension
has in a plane parallel to the plane of rotation measuring plane.
Zur
Erzielung einer nicht oder nur in einem möglichst geringen
Ausmaß durch Bewegungs-Effekte gestörten dreidimensionalen
Rekonstruktion abzubildender Gewebebereiche ist es insbesondere bei
der Untersuchung bewegter Organe, wie beispielsweise des Herzmuskels,
notwendig, dass alle zur Rekonstruktion verwendeten Aufnahmen an
verschiedenen Drehwinkelpositionen möglichst denselben
Bewegungszustand erfassen. Dabei ist im Gegensatz zu den meisten
allgemeinradiologischen Anwendungen, bei denen bereits eine begrenzte
Volumenabdeckung pro Umlauf genügt, um die abzubildenden
Gewebebereiche nahezu artefaktfrei zu rekonstruieren, eine möglichst
große Volumenabdeckung pro Detektorumlauf des jeweils verwendeten Mehrschicht-Spiral-CT-Geräts
erwünscht; ideal wäre eine vollständige
Volumenabdeckung des Herzmuskels und der koronaren Blutgefäße
in nur einem einzigen Umlauf der betreffenden Röntgendetektoreinheit.
Kurze Aufnahmezeiten können dabei durch eine hohe Anzahl
von Detektorzeilen gewährleistet werden, d. h. wenn pro
Aufnahme an einer Drehwinkelposition in Richtung der Rotationsachse,
um die die Röntgendetektoreinheit rotiert, eine große
Volumenabdeckung gegeben ist. Andererseits ist wegen der geringen
Querschnittsausdehnung des Herzmuskels in einer zur Rotationsebene
der Röntgendetektoreinheit parallelen Messebene, d. h.
in Umlaufrichtung der Röntgendetektoreinheit, nur eine
geringe Anzahl von Detektorspalten zur artefaktfreien Rekonstruktion
einer dreidimensionalen Darstellung notwendig.to
Achieving a no or only in the smallest possible
Extent by motion effects disturbed three-dimensional
Reconstruction of tissue areas to be imaged is particularly important in the case of
the examination of moving organs, such as the heart muscle,
necessary that all the images used for reconstruction on
different rotational angle positions as possible the same
Capture motion state. It is unlike most
general radiological applications, where already a limited
Volume coverage per round is sufficient to represent the
To reconstruct tissue areas almost artifact-free, one possible
high volume coverage per detector revolution of the multi-layer spiral CT instrument used
he wishes; Ideal would be a complete one
Volume coverage of the heart muscle and coronary blood vessels
in only a single revolution of the relevant X-ray detector unit.
Short recording times can be due to a high number
guaranteed by detector lines, d. H. if pro
Recording at a rotational angle position in the direction of the axis of rotation,
around which the X-ray detector unit rotates, a large one
Volume coverage is given. On the other hand, because of the low
Cross-sectional extension of the heart muscle in a plane of rotation
X-ray detector unit parallel measuring plane, d. H.
in the direction of rotation of the X-ray detector unit, only one
small number of detector columns for artifact-free reconstruction
a three-dimensional representation necessary.
Umgekehrt
ist es bei Untersuchungen von Gewebebereichen, die eine große
Querschnittsausdehnung in einer zur Rotationsebene der Röntgendetektoreinheit
parallelen Messebene aufweisen, von Bedeutung, dass die Röntgendetektoreinheit
zur vollständigen Abbildung einer Schicht eine große
Anzahl von Detektorspalten aufweist. Eine mit einem konventionellen
Einstrahler-CT-System durchgeführte Mehrschicht-Spiral-CT
erlaubt nur bei einer genügend großen Aufnahmerate
und Vorschubgeschwindigkeit der umlaufenden Röntgendetektoreinheit
eine voll ausreichende Volumenerfassung pro Zeiteinheit, so dass
die Untersuchung nur in diesem Fall mit einer Röntgendetektoreinheit
durchgeführt werden kann, die über eine reduzierte
Anzahl von Detektorzeilen verfügt.Vice versa
It is in investigations of tissue areas that a large
Cross-sectional expansion in a plane of rotation of the X-ray detector unit
have parallel measuring plane, important that the X-ray detector unit
to fully picture a layer a large one
Number of detector columns has. One with a conventional one
Single-beam CT system performed multi-layer spiral CT
only allows for a sufficiently large recording rate
and feed rate of the rotating X-ray detector unit
a fully sufficient volume detection per unit time, so that
the investigation only in this case with an X-ray detector unit
can be performed, which has a reduced
Number of detector rows.
Ausgehend
von dem oben genannten Stand der Technik, ist die vorliegende Erfindung
der Aufgabe gewidmet, die Volumenabdeckung pro Detektorumlauf mittels
computertomografischer Bildgebung darzustellender Gewebebereiche
im Vergleich zu herkömmlichen Einstrahler-CT-Systemen zu
vergrößern, um auf diese Weise die zeitliche Auflösung der
im Rahmen des CT-Bildgebungsprozesses akquirierten Bilddaten zu
verbessern und damit das Auftreten die Bildqualität störender
Aliasing-Effekte zu vermeiden.outgoing
from the above-mentioned prior art, is the present invention
Dedicated to the task of volume coverage per detector circulation means
computer tomographic imaging of tissue areas to be displayed
compared to conventional single-beam CT systems too
enlarge, in this way the temporal resolution of the
Image data acquired during the CT imaging process
improve and thus the appearance the picture quality disturbing
Avoid aliasing effects.
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele, die den Gedanken der
Erfindung weiterbilden, sind jeweils Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche.These
The object is achieved by the features
solved the independent claims.
Advantageous embodiments, the idea of
Develop invention, are each subject of the dependent
Claims.
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich gemäß einem
ersten Aspekt auf ein insbesondere im Bereich der diagnostischen
und interventionellen Radiologie einsetzbares, zur hochauflösenden
radiografischen Darstellung von interessierenden Gewebebereichen
eines zu untersuchenden Patienten dienendes Röntgendetektorsystem
eines Mehrschicht-Spiral-CT-Geräts. Das erfindungsgemäße
Röntgendetektorsystem verfügt dabei über
zwei in gleicher Umlaufrichtung um die Körperlängsachse
eines zu untersuchenden Patienten mit betragsgleicher Winkelgeschwindigkeit
rotierende, in Umlaufrichtung um einen bestimmten Winkelbetrag gegeneinander
versetzt angeordnete Röntgendetektoreinheiten. Jede der
beiden Röntgendetektoreinheiten ist erfindungsgemäß in
Bezug auf jeweils eine von zwei in derselben Umlaufrichtung um die
Körperlängsachse des zu untersuchenden Patienten
mit derselben Winkelgeschwindigkeit rotierende und in Umlaufrichtung
um den vorgenannten Winkelbetrag gegeneinander versetzt angeordnete
Röntgenquellen in einer vertikalen, zu der durch die Körperlängsachse
des Patienten gegebenen Rotationsachse des Röntgendetektorsystems
normalen Ebene auf einer jeweils entgegengesetzten Seite des Patienten
diametral gegenüberliegend angeordnet. Im Folgenden ist
daher auch von einem Zweistrahler-Volumen-CT-Röntgendetektorsystem
die Rede.According to a first aspect, the present invention relates to an X-ray detector system of a multilayer spiral CT apparatus which can be used in particular in the field of diagnostic and interventional radiology for high-resolution radiographic display of tissue regions of interest of a patient to be examined. The X-ray detector system according to the invention has two X-ray detector units rotating in the same direction of rotation around the body longitudinal axis of a patient to be examined with an angular speed of the same magnitude, offset by a certain angle in the direction of rotation. Each of the two X-ray detector units is according to the invention with respect to each one of two rotating in the same direction of rotation about the body longitudinal axis of the patient to be examined at the same angular velocity and in the direction of rotation the above-mentioned angular amount offset from each other arranged X-ray sources in a vertical, to the given by the body longitudinal axis of the patient axis of rotation of the X-ray detector system normal level on a respective opposite side of the patient diametrically opposite. In the following, therefore, a two-emitter volume CT X-ray detector system is mentioned.
Dabei
kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass sowohl
die beiden Röntgendetektoreinheiten als auch die beiden
Röntgenquellen auf um die Rotationsachse des Röntgendetektorsystems
verlaufenden Kreisbahnen mit denselben oder verschiedenen Umlaufradien
jeweils um 90° gegeneinander versetzt angeordnet sind.there
may be provided according to the invention that both
the two x-ray detector units as well as the two
X-ray sources on around the axis of rotation of the X-ray detector system
extending circular paths with the same or different radii of revolution
are each offset by 90 ° to each other.
Die
beiden Röntgenquellen und die beiden Röntgendetektoreinheiten
sind dabei erfindungsgemäß so angeordnet, dass
in axialer Richtung durchgeführte translatorische Relativbewegungen
zwischen dem auf einer Patientenliege in einem Messbereich des Mehrschicht-Spiral-CT-Geräts
liegenden Patienten und jedem Röntgendetektor-Teilsystem, bestehend
aus jeweils einer Röntgenquelle und jeweils einer zu dieser
Röntgenquelle auf einer jeweils entgegengesetzten Seite
des Patienten diametral gegenüberliegend angeordneten und
um die Rotationsachse des Röntgendetektorsystems in Umlaufrichtung
rotierenden Röntgendetektoreinheit, jeweils gleich groß sind.The
both X-ray sources and the two X-ray detector units
are arranged according to the invention so that
in the axial direction performed translational relative movements
between that on a patient couch in a measuring area of the multi-layer spiral CT apparatus
lying patient and each X-ray detector subsystem, consisting
from one X-ray source and one each to this
X-ray source on a respective opposite side
the patient arranged diametrically opposite and
around the axis of rotation of the X-ray detector system in the direction of rotation
rotating X-ray detector unit, each having the same size.
Die
beiden Röntgenquellen und die beiden Röntgendetektoreinheiten
können dabei fest vorgegebene Axialkoordinaten haben, während
die Patientenliege über eine Vorschubeinheit in axialer
Richtung vorwärts und rückwärts bewegbar
ist. Alternativ dazu kann die Patientenliege fest montiert sein,
während die beiden Röntgenquellen zusammen mit
den beiden Röntgendetektoreinheiten über eine
Vorschubeinheit in axialer Richtung vorwärts und rückwärts bewegbar
sind. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass sich die Schwerpunkte
der beiden Röntgenquellen und die Schwerpunkte der beiden Röntgendetektoreinheiten
in axialer Richtung auf gleicher Höhe befinden.The
both X-ray sources and the two X-ray detector units
can have fixed axial coordinates, while
the patient bed via a feed unit in axial
Direction forward and backward movable
is. Alternatively, the patient bed can be permanently mounted,
while the two x-ray sources along with
the two X-ray detector units via a
Feed unit in the axial direction forward and backward movable
are. In particular, it can be provided that the focal points
the two X-ray sources and the focal points of the two X-ray detector units
in the axial direction at the same height.
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich in diesem Zusammenhang insbesondere
auf ein Röntgendetektorsystem, welches zwei in gleicher
Umlaufrichtung um die Körperlängsachse eines zu
untersuchenden Patienten mit betragsgleicher Winkelgeschwindigkeit
rotierende Röntgendetektoreinheiten und zwei in derselben
Umlaufrichtung um die Körperlängsachse des zu
untersuchenden Patienten mit derselben Winkelgeschwindigkeit rotierende
Röntgenquellen umfasst, die auf derselben oder auf verschiedenen
um diese Rotationsachse verlaufenden Kreisbahnen mit gleichen oder
verschiedenen Umlaufradien jeweils um einen Winkelbetrag von 90° gegeneinander
versetzt angeordnet sind. Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen
sein, dass jedes Röntgendetektor-Teilsystem, bestehend
aus jeweils einer Röntgenquelle und jeweils einer zu dieser
Röntgenquelle auf einer jeweils entgegengesetzten Seite
des Patienten diametral gegenüberliegend angeordneten und
um die Rotationsachse in Umlaufrichtung rotierenden Röntgendetektoreinheit,
dieselbe Axialkoordinate hat.The
in particular, the present invention relates in this context
to an X-ray detector system, which two in the same
Circumference about the body longitudinal axis of a
examining patients with the same angular velocity
rotating X-ray detector units and two in the same
Circumference around the body longitudinal axis of
rotating patients with the same angular velocity
X-ray sources that are on the same or different
around this axis of rotation extending orbits with the same or
different radii of rotation in each case by an angle of 90 ° to each other
are arranged offset. It can be provided according to the invention
be that each X-ray detector subsystem consisting
from one X-ray source and one each to this
X-ray source on a respective opposite side
the patient arranged diametrically opposite and
X-ray detector unit rotating around the axis of rotation in the direction of rotation,
has the same axial coordinate.
Die
Röntgenstrahlung erfassenden Detektorflächen jeder
der beiden Röntgendetektoreinheiten können z.
B. eine in Umlaufrichtung kreisförmig gekrümmte
Form aufweisen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Krümmungsradien
der Röntgenstrah lung erfassenden Detektorflächen
dieser beiden Röntgendetektoreinheiten jeweils gleich groß sind. Ferner
können die beiden Röntgenquellen in radialer Richtung
im gleichen Abstand zur Rotationsachse des Röntgendetektorsystems
angeordnet sein. Die beiden Röntgendetektoreinheiten können
ebenfalls in radialer Richtung im gleichen Abstand zur Rotationsachse
des Röntgendetektorsystems angeordnet sein.The
X-ray detecting detector surfaces each
the two X-ray detector units can, for.
B. a circular in the circumferential direction curved
Have shape. It can be provided that the radii of curvature
X-ray radiation detecting detector surfaces
These two X-ray detector units are the same size. Further
Both X-ray sources can be in the radial direction
at the same distance from the axis of rotation of the X-ray detector system
be arranged. The two X-ray detector units can
also in the radial direction at the same distance to the axis of rotation
be arranged of the X-ray detector system.
Das
Röntgendetektorsystem kann dabei erfindungsgemäß so
beschaffen sein, dass eine der beiden Röntgendetektoreinheiten
in einem ersten, parallel zur Rotationsachse des Röntgendetektorsystems
verlaufenden Detektormessbereich im Vergleich zu einem dazu senkrecht
verlaufenden zweiten Detektormessbereich über einen eingeschränkten
Messfeldbereich 43 in einer senkrecht zur Rotationsachse
verlaufenden Azimuthrichtung verfügt, die durch die Umfangsrichtung
eines Kreises um eine zu der betreffenden Röntgendetektoreinheit
in Bezug auf die Rotationsachse des Röntgendetektorsystems diametral
gegenüberliegend angeordnete Röntgenquelle festgelegt
ist. Dabei soll davon ausgegangen werden, dass die Volumenabdeckung
der beiden Röntgendetektoreinheiten in Richtung ihrer parallel zur
Rotationsachse des Röntgendetektorsystems verlaufenden
Symmetrieachsen gleich groß ist.The X-ray detector system according to the invention can be such that one of the two X-ray detector units in a first, parallel to the axis of rotation of the X-ray detector system extending detector measuring range compared to a perpendicular thereto second detector measuring range over a limited measuring field area 43 in an azimuth direction perpendicular to the axis of rotation, which is defined by the circumferential direction of a circle about an X-ray source diametrically opposed to the respective X-ray detector unit with respect to the axis of rotation of the X-ray detector system. It should be assumed that the volume coverage of the two X-ray detector units is the same in the direction of their symmetry axes running parallel to the axis of rotation of the X-ray detector system.
Die
Röntgenstrahlung erfassenden Detektorflächen können
dabei eine bezüglich ihrer jeweiligen Symmetrieachse achsensymmetrische
Form aufweisen. Darüber hinaus können die Röntgenstrahlung erfassenden
Detektorflächen eine achsensymmetrische Form in Bezug auf
eine orthogonal zu ihrer jeweiligen Symmetrieachse verlaufende Azimuthrichtung
auf einer Kreisbahn mit einem vorgegebenen Radius um jeweils eine
der beiden Röntgenquellen aufweisen. In diesem Zusammenhang
kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Röntgenstrahlung
erfassenden Detektorflächen der beiden Röntgendetektoreinheiten
kongruente oder ähnliche geometrische Formen aufweisen.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Röntgenstrahlung
erfassenden Detektorflächen der beiden Röntgendetektoreinheiten
unterschiedliche geometrische Formen aufweisen. Dabei können
die Röntgen strahlung erfassenden Detektorflächen
der beiden Röntgendetektoreinheiten gleich groß oder
unterschiedlich groß sein.In this case, the detector surfaces which detect x-ray radiation may have an axisymmetric shape with respect to their respective axis of symmetry. In addition, the detector surfaces detecting the X-radiation may have an axisymmetric shape with respect to an azimuth direction running orthogonal to their respective axis of symmetry on a circular path with a predetermined radius about one of the two X-ray sources. In this context, provision can be made, in particular, for the detector surfaces of the two X-ray detector units which detect X-ray radiation to have congruent or similar geometric shapes. Alternatively, it can be provided that the X-ray radiation is detected Detector surfaces of the two X-ray detector units have different geometric shapes. In this case, the X-ray radiation detecting detector surfaces of the two X-ray detector units can be the same size or different sizes.
Bei
wenigstens einer der beiden Röntgendetektoreinheiten können
zumindest zwei Detektormessbereiche nutzbar sein, wobei immer ein
erster Detektormessbereich gegenüber jeweils einem zweiten
Detektormessbereich derselben Röntgendetektoreinheit in
einer Richtung parallel zu einer Symmetrieachse der betreffenden
Röntgendetektoreinheit größer und in
einer Richtung senkrecht zu dieser Symmetrieachse kleiner als Letzterer
ausgeführt ist.at
at least one of the two X-ray detector units can
at least two Detektormessbereiche be usable, always a
first detector measuring area opposite to a second one
Detector measuring range of the same X-ray detector unit in
a direction parallel to an axis of symmetry of the respective
X-ray detector unit larger and in
a direction perpendicular to this axis of symmetry smaller than the latter
is executed.
Jede
der beiden Röntgendetektoreinheiten kann erfindungsgemäß eine
Vielzahl von Detektormodulen aufweisen, welche ihrerseits jeweils
eine Vielzahl von Detektorelementen umfassen, die auf den Röntgenstrahlung
erfassenden Detektorflächen der beiden Röntgendetektoreinheiten
zeilen- und spaltenweise (d. h. in Form einer Matrix) neben-, über-
bzw. untereinander angeordnet sind. Außerdem können
die Röntgenstrahlung erfassenden Detektorflächen
der beiden Röntgendetektoreinheiten jeweils mindestens
zwei nebeneinander angeordnete Teilbereiche aufweisen, die ihrerseits
jeweils eine unterschiedliche Anzahl an Detektorzeilen und/oder Detektorspalten
umfassen.each
The two X-ray detector units can according to the invention a
Have a variety of detector modules, which in turn each
include a plurality of detector elements that are responsive to the x-ray radiation
detecting detector surfaces of the two X-ray detector units
in rows and columns (ie in the form of a matrix) alongside, over-
or are arranged one below the other. In addition, you can
the X-ray detecting detector surfaces
the two X-ray detector units each at least
have two juxtaposed partial areas, in turn
in each case a different number of detector rows and / or detector columns
include.
Des
Weiteren kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
dass ein erster Teilbereich dieser mindestens zwei nebeneinander
angeordneten Teilbereiche gegenüber zumindest einem zweiten
Teilbereich dieser mindestens zwei nebeneinander angeordneten Teilbereiche
mehr Detektorzeilen aufweist und der erste Teilbereich gegenüber
dem zumindest einen zweiten Teilbereich in Spaltenrichtung, d. h.
in Richtung der Rotationsachse des Röntgendetektorsystems,
eine größere Ausdehnung aufweist.Of
Furthermore, it can be provided according to the invention
that a first subarea of these at least two next to each other
arranged subregions opposite at least a second
Part of this at least two juxtaposed sections
has more detector lines and the first portion opposite
the at least one second subarea in the column direction, d. H.
in the direction of the axis of rotation of the X-ray detector system,
has a greater extent.
Die
mindestens zwei nebeneinander angeordneten Teilbereiche können
dabei derart nebeneinander angeordnet sein, dass jeweils benachbarte Detektorzeilen
des ersten Teilbereichs und zumindest eines zweiten Teilbereichs
auf einer gemeinsamen Fluchtlinie liegen und zu einer erweiterten
Detektorzeile kombinierbar sind.The
at least two juxtaposed sub-areas can
be arranged side by side in such a way that each adjacent detector rows
of the first subarea and at least a second subarea
lie on a common line of flight and become an extended one
Detector line can be combined.
Dabei
kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass akquirierte
Bilddaten jeder Detektorzeile einer der beiden Röntgendetektoreinheiten
durch akquirierte Bilddaten einer zu dieser Detektorzeile in einer
gemeinsamen Fluchtlinie liegenden Detektorzeile einer anderen dieser
beiden Röntgendetektoreinheiten zu vollständigen
Bilddaten einer in einer normal zur Rotationsachse des Röntgendetektorsystems verlaufenden
Messebene liegenden Schicht eines abzubildenden Gewebebereiches
ergänzbar sind.there
can be provided according to the invention that acquired
Image data of each detector row of one of the two X-ray detector units
by acquiring image data of one to this detector row in one
common alignment lying detector line another one of these
two X-ray detector units to complete
Image data of a normal to the axis of rotation of the X-ray detector system
Measuring plane lying layer of a tissue area to be imaged
can be supplemented.
Erfindungsgemäß kann
jeder der beiden nebeneinander angeordneten Teilbereiche die Form
eines in Bezug auf die räumliche Lage der Rotationsachse
in radialer Richtung nach außen gewölbten Quadrats
oder Rechtecks aufweisen. Die Wölbung der beiden nebeneinander
angeordneten Teilbereiche kann dabei der Krümmung eines
Kreiszylinderabschnitts in der Mantelebene eines imaginären
geraden Kreiszylinders um jeweils eine der beiden Röntgenquellen
entsprechen, dessen Symmetrieachse zur Rotationsachse des Röntgendetektorsystems
parallel verläuft.According to the invention
each of the two juxtaposed subregions the shape
one with respect to the spatial position of the axis of rotation
radially outwardly arched square
or rectangles. The curvature of the two next to each other
arranged portions can thereby the curvature of a
Circular cylinder section in the shell plane of an imaginary
straight circular cylinder around one of the two x-ray sources
correspond, the axis of symmetry to the axis of rotation of the X-ray detector system
runs parallel.
Der
erste Teilbereich der Detektorflächen vorgenannter Röntgendetektoreinheiten
kann erfindungsgemäß als erster Detektormessbereich
nutzbar sein, der Bereich der um den zumindest einen zweiten Teilbereich
erweiterten Detektorzeilen als zweiter Detektormessbereich.Of the
first subregion of the detector surfaces of the aforementioned X-ray detector units
can according to the invention as the first detector measuring range
be usable, the area around the at least a second sub-area
extended detector lines as a second detector measuring range.
Darüber
hinaus kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass
die Röntgenstrahlung erfassende Detektorfläche
eines der beiden Röntgendetektoreinheiten wenigstens einen
in einer Azimuthrichtung auf einer Kreisbahn um eine der beiden
Röntgenquellen vorspringenden Teilbereich aufweist, der
in wenigstens einen ausgesparten Teilbereich zwischen zwei in einer
Azimuthrichtung auf zwei parallelen Kreisbahnen um eine andere der
beiden Röntgenquellen vorspringende Teilbereiche der Röntgenstrahlung
erfassenden Detektorfläche eines anderen der beiden Röntgendetektoreinheiten
eingreifen kann.About that
In addition, according to the invention it can be provided that
the X-ray detecting detector surface
one of the two x-ray detector units at least one
in an azimuth direction on a circular path around one of the two
Has X-ray sources protruding portion, the
in at least one recessed portion between two in one
Azimuth direction on two parallel orbits around another of the
two X-ray sources projecting portions of the X-ray
detecting detector surface of another of the two X-ray detector units
can intervene.
Der
wenigstens eine vorspringende Teilbereich der Röntgenstrahlung
erfassenden Detektorfläche des einen der beiden Röntgendetektoreinheiten und
der wenigstens eine ausgesparte Teilbereich zwischen den zwei vorspringenden
Teilbereichen der Röntgenstrahlung erfassenden Detektorfläche
des anderen der beiden Röntgendetektoreinheiten können
dabei eine quadratische oder rechteckige, in azimuthaler Richtung
zu einem Kreisbogensegment gewölbte Form zumindest näherungsweise
gleicher Größe aufweisen.Of the
at least one protruding portion of the X-radiation
detecting detector surface of the one of the two X-ray detector units and
the at least one recessed portion between the two projecting
Partial areas of the X-radiation detecting detector surface
the other of the two X-ray detector units can
doing a square or rectangular, in azimuthal direction
arched shape to a circular arc segment at least approximately
have the same size.
Erfindungsgemäß kann
die Röntgenstrahlung erfassende Detektorfläche
der einen dieser beiden Röntgendetektoreinheiten in einer
durch den Richtungsvektor der Azimuthrichtung auf der Kreisbahn
um die eine der beiden Röntgenquellen und durch den Richtungsvektor
der Rotationsachse des Röntgendetektorsystems aufgespannten
Mantelebene des vorgenanten geraden Kreiszylinders um die betreffende
eine dieser beiden Röntgenquellen die Gestalt einer Kreuz-
bzw. T-Form aufweisen, deren Schenkel senkrecht und parallel zu
dieser Azimuthrichtung verlaufen.According to the invention
the X-ray detecting detector surface
one of these two x-ray detector units in one
through the direction vector of the azimuth direction on the circular path
around one of the two X-ray sources and through the direction vector
spanned the axis of rotation of the X-ray detector system
Sheath plane of the aforementioned straight circular cylinder around the relevant
one of these two x-ray sources has the shape of a cross
or T-shape, whose legs are perpendicular and parallel to
this azimuth direction run.
Die
Röntgenstrahlung erfassende Detektorfläche der
anderen dieser beiden Röntgendetektoreinheiten kann erfindungsgemäß in
einer durch den Richtungsvektor der Azimuthrichtung auf der Kreisbahn
um die andere der beiden Röntgenquellen und durch den Richtungsvektor
der Rotationsachse des Röntgendetektorsystems aufgespannten
Mantelebene des vorgenannten geraden Kreiszylinders um die betreffende
andere dieser beiden Röntgenquellen die Gestalt einer runden
bzw. eckigen U-Form oder H-Form aufweisen, deren Schenkel parallel
zu dieser Azimuthrichtung verlaufen.X-ray detecting detector surface of the other of these two X-ray detector units can according to the invention in a plane defined by the direction vector of the azimuth on the circular path around the other of the two X-ray sources and the direction vector of the axis of rotation of the X-ray detector system sheath plane of the aforementioned right circular cylinder to the other of these two X-ray sources, the shape of a round or have square U-shape or H-shape, whose legs are parallel to this azimuth direction.
Erfindungsgemäß kann
auch vorgesehen sein, dass jeweils eine Kollimatorblende in den
Strahlengang zwischen jeweils einer Röntgenquelle und der
die von dieser Röntgenquelle emittierte Röntgenstrahlung
erfassenden, auf einer jeweils entgegenge setzten Seite des Patienten
in einer vertikalen, zur Rotationsachse des Röntgendetektorsystems
normalen Ebene diametral gegenüberliegend angeordneten
Röntgendetektoreinheit des betreffenden Röntgendetektor-Teilsystems
geschaltet ist.According to the invention
Also be provided that in each case a collimator in the
Beam path between each X-ray source and the
the X-radiation emitted by this X-ray source
grasping, on a respectively opposite side of the patient
in a vertical, to the axis of rotation of the X-ray detector system
normal plane arranged diametrically opposite one another
X-ray detector unit of the relevant X-ray detector subsystem
is switched.
Gemäß einem
zweiten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Zweistrahler-Mehrschicht-Spiral-CT-Gerät,
welches ein Röntgendetektorsystem der vorstehend beschriebenen
Art umfasst.According to one
In the second aspect, the present invention relates to a dual-beam multilayer spiral CT apparatus,
which is an X-ray detector system of the type described above
Type includes.
Weitere
Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen
sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die
in den folgenden Zeichnungen abgebildet sind.Further
Features and advantageous embodiments of the present invention
result from the dependent claims
as well as from the description of embodiments which
are shown in the following drawings.
1 zeigt
den schematischen Aufbau eines konventionellen Einstrahler-Volumen-CT-Röntgendetektorsystems
für ein Mehrschicht-Spiral-CT-Gerät in einer zweidimensionalen
Ansicht, erhalten durch orthogonale Parallelprojektion dieses Röntgendetektorsystems
in eine vertikale Ebene normal zu der mit der Körperlängsachse
des zu untersuchenden Patienten zusammenfallenden Rotationsachse
des Röntgendetektorsystems, 1 shows the schematic structure of a conventional Einstrahler volume CT X-ray detector system for a multi-layer spiral CT device in a two-dimensional view, obtained by orthogonal parallel projection of this X-ray detector system in a vertical plane normal to coincides with the body longitudinal axis of the patient to be examined rotational axis of the X-ray detector system
2 zeigt
das in Form eines Arrays von Szintillationsdetektoren realisierte
Detektormodul des in 1 abgebildeten Röntgendetektorsystems in
einer schematischen Querschnittszeichnung, 2 shows the realized in the form of an array of scintillation detectors detector module of in 1 illustrated X-ray detector system in a schematic cross-sectional drawing,
3 zeigt
eine dreidimensionale Darstellung eines viertelkreisförmigen
Ausschnitts des in 2 schematisch dargestellten
Detektormoduls mit einem auf dem Trägersubstrat eines kreisförmigen Trägers
(„Detektorbogen") aufmontierten und kontaktierten Fotodioden-
und Szintillatorarray, 3 shows a three-dimensional representation of a quarter-circular section of the in 2 schematically illustrated detector module with a mounted on the support substrate of a circular support ("detector arc") and contacted photodiode and Szintillatorarray,
4 zeigt
ein Einstrahler-Spiral-CT-Gerät mit einem Röntgendetektorsystem
nach dem Stand der Technik in teils perspektivischer, teils blockschaltbildartiger
Darstellung, 4 shows a Einstrahler spiral CT device with a X-ray detector system according to the prior art in a partly perspective, partly block diagram image-like representation,
5 zeigt
eine zweidimensionale Ansicht des erfindungsgemäßen
Zweistrahler-Volumen-CT-Röntgendetektorsystems mit zwei
Röntgendetektoreinheiten unterschiedlich großer
Detektormessbereiche (Messfeldbereiche) in einer Projektionsdarstellung,
erhalten durch orthogonale Parallelprojektion dieses Röntgendetektorsystems
in eine vertikale Ebene normal zu der mit der Körperlängsachse
des zu untersuchenden Patienten zusammenfallenden Rotationsachse
des Röntgendetektorsystems, 5 shows a two-dimensional view of the two-emitter volume CT X-ray detector system according to the invention with two X-ray detector units of different sized Detormormessbereiche (measuring field areas) in a projection obtained by orthogonal parallel projection of this X-ray detector system in a vertical plane normal to coincident with the body longitudinal axis of the patient to be examined axis of rotation of the X-ray detector system .
6 zeigt
zwei zweidimensionale Ansichten der beiden Röntgendetektoreinheiten
mit ihren jeweiligen Detektormessbereichen nach einem ersten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Zweistrahler-Volumen-CT-Röntgendetektorsystems
in Form zweier Projektionsdarstellungen, und 6 shows two two-dimensional views of the two X-ray detector units with their respective detector measuring ranges according to a first embodiment of the two-emitter volume CT X-ray detector system according to the invention in the form of two projection images, and
7 zeigt
zwei zweidimensionale Ansichten der beiden Röntgendetektoreinheiten
mit ihren jeweiligen Detektormessbereichen nach einem zweiten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Zweistrahler-Volumen-CT-Röntgendetektorsystems in
Form zweier weiterer Projektionsdarstellungen. 7 shows two two-dimensional views of the two X-ray detector units with their respective detector measuring ranges according to a second embodiment of the present invention two-volume X-ray CT X-ray detector system in the form of two further projection displays.
In
den folgenden Abschnitten werden die Systemkomponenten eines erfindungsgemäßen Zweistrahler-Volumen-CT-Röntgendetektorsystems sowie
eines Mehrschicht-Spiral-CT-Geräts, in das das vorgenannte
Zweistrahler-Volumen-CT-Röntgendetektorsystem integriert
ist, anhand der beigefügten Zeichnungen ausgehend von einem
aus dem Stand der Technik bekannten Einstrahler-Spiral-CT-Gerät
im Detail beschrieben.In
The following sections describe the system components of a two-emitter volume CT X-ray detector system according to the invention as well
a multi-layer spiral CT device into which the aforementioned
Dual-radiator volume CT X-ray detector system integrated
is based on the attached drawings starting from a
from the prior art known Einstrahler spiral CT device
described in detail.
In 1 ist
der schematische Aufbau eines konventionellen Einstrahler-Volumen-CT-Röntgendetektorsystems 24 für
ein Mehrschicht-Spiral-CT-Gerät in einer zweidimensionalen
Ansicht dargestellt, die sich durch orthogonale Parallelprojektion dieses
Röntgendetektorsystems 24 in eine vertikale, durch
die x- und y-Achse eines dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystems
aufgespannte Ebene normal zu der mit der Rotationsachse des Röntgendetektorsystems
zusammenfallenden Körperlängsachse z eines auf
einem Patiententisch 20 mit ei ner in ±z-Richtung
bewegbaren Patientenliege 19 ausgestreckt liegenden, zu
untersuchenden Patienten 44 ergibt. Wie aus 1 ersichtlich,
umfasst ein solches Röntgendetektorsystem 24 eine
Röntgenquelle 26 sowie eine auf einer entgegengesetzten
Seite des Patienten zu dieser Röntgenquelle diametral (d.
h. um einen Winkelbetrag von 180° versetzt) angeordnete
Röntgendetektoreinheit 21. Das dargestellte Röntgendetektorsystem 24 dient
dazu, Transversalschichten von Gewebebereichen im Körperinneren
des zu untersuchenden Patienten mittels Röntgen-Computertomografie
abzubilden, indem diese Gewebebereiche von der Röntgenquelle 26 über
einen Winkelbereich von 360° mit monochromatischer Röntgenstrahlung
einer bestimmten Intensität durchstrahlt werden. Dabei
wird sowohl die Röntgenquelle 26 als auch die
Röntgendetektoreinheit 21 in einer beispielsweise
im Uhrzeigersinn verlaufenden Umlaufrichtung φz mit
konstanter Winkelgeschwindigkeit ωz =
dφz/dt =: φz um
die vorgenannte Achse z rotiert. Während des CT-Scanvorgangs,
der typischerweise über eine Vielzahl solcher 360°-Rotationen
andauert, wird der Patient bei der Spiral-CT mit einer konstanten
Vorschubgeschwindigkeit vz = dz/dt =: ż entlang
seiner Körperlängsachse z durch eine aus einem
fächerförmigen Röntgenstrahlenbündel gebildete
Strahlenebene bewegt, so dass der Fokus der Röntgenquelle 26 dabei
relativ zum Patienten auf einer schraubenlinienförmigen
Spiralbahn (Helix) um die durch die Körperlängsachse
z des Patienten gebildete Rotationsachse des Röntgendetektorsystems 24 läuft.In 1 is the schematic structure of a conventional single-beam volume CT X-ray detector system 24 for a multi-slice spiral CT device in a two-dimensional view, characterized by orthogonal parallel projection of this X-ray detector system 24 in a vertical, spanned by the x- and y-axis of a three-dimensional Cartesian coordinate system plane normal to the coincident with the axis of rotation of the X-ray detector body longitudinal axis z a on a patient table 20 with a patient bed movable in the ± z direction 19 outstretched patients to be examined 44 results. How out 1 can be seen, comprises such an X-ray detector system 24 an X-ray source 26 and an X-ray detector unit disposed on an opposite side of the patient to this X-ray source diametrically (ie offset by an angular amount of 180 degrees) 21 , The illustrated x-ray detector system 24 serves to Transversalschichten of tissue areas in the interior of the body to be examined by means of Imaging x-ray computed tomography by these tissue areas of the x-ray source 26 be irradiated over a range of 360 ° with monochromatic X-radiation of a certain intensity. In this case, both the X-ray source 26 as well as the X-ray detector unit 21 in a plane, for example in a clockwise direction of rotation φ z with a constant angular velocity ω z = z dφ / dt =: φ z rotates about said axis z. During the CT scan, which typically continues through a plurality of such 360 ° rotations, the patient undergoes spiral CT at a constant rate of advance v z = dz / dt =: ¿along its body longitudinal axis z through a fan-shaped x-ray beam Beam plane moves so that the focus of the X-ray source 26 relative to the patient on a helical spiral path (helix) around the rotational axis of the x-ray detector system formed by the patient's body longitudinal axis z 24 running.
Bei
Durchführung einer Spiral-CT wird die von der Röntgenquelle 26 emittierte
Röntgenstrahlung, wie in 1 dargestellt,
in einem bestimmten Winkelbereich aufgeweitet. Dieser Strahlenfächer durchdringt
den Patienten, wird entsprechend der Dichte des durchstrahlten Körpergewebes
gedämpft und fällt anschließend auf die
Röntgendetektoreinheit 21. Dort wird die ortsabhängige
Intensitätsverteilung der eintreffenden Röntgenstrahlen 45 mit
Hilfe eines Arrays von Szintillationskristallen 35 in ein Lichtsignal 46 aus
dem Wellenlängenbereich sichtbaren Lichts umgewandelt,
das wiederum durch eine Schicht darunter angeordneter Fotodioden-Halbleiter 10 eines
Fotodiodenarrays in elektrische Analogsignale (z. B. in Fotoströme
unterschiedlicher Stromstärken) umgewandelt wird (vgl. 2).When performing a spiral CT, that from the X-ray source 26 emitted X-radiation, as in 1 shown widened in a certain angular range. This ray fan penetrates the patient, is attenuated according to the density of the irradiated body tissue and then falls on the X-ray detector unit 21 , There, the location-dependent intensity distribution of the incoming X-rays 45 with the help of an array of scintillation crystals 35 in a light signal 46 converted from the wavelength range of visible light, which in turn through a layer of underlying arranged photodiode semiconductor 10 of a photodiode array is converted into electrical analog signals (eg into photocurrents of different current intensities) (cf. 2 ).
Wie
aus 3 hervorgeht, welche eine dreidimensionale Darstellung
eines viertelkreisförmigen Ausschnitts des in 2 als
Querschnittszeichnung schematisch dargestellten Detektormoduls mit
dem auf dem Trägersubstrat 30 einer solchen Röntgendetektoreinheit 21 aufgebrachten
und kontaktierten Fotodioden- und Szintillatorarray 6 zeigt,
handelt es sich bei der Röntgendetektoreinheit 21 um
ein rechteckiges, in einer Azimuthrichtung auf einer um die Röntgenquelle 26 verlaufenden
Kreisbahn zu einem Kreisbogensegment gewölbtes Detektormodul,
das mit einem Array von Szintillationsdetektoren 36 der
in 2 dargestellten Art ausgestattet ist. In radialer Richtung
und in axialer Richtung beträgt die Ausdehnung des Detektormoduls
nur einige Zentimeter. Darüber hinaus ist aus 3 zu
ersehen, dass in azimuthaler Richtung wesentlich mehr Fotodioden-Halbleiter 10 als
in axialer Richtung auf dem Trägersubstrat 30 aufgebracht
sind. Nicht dargestellt ist, dass auch eine Ausleseelektronik auf
der Röntgendetektoreinheit 21 untergebracht ist.
Diese befindet sich unter einer Bleiabdeckung, um vor auftreffenden
Röntgenstrahlen geschützt zu sein.How out 3 which shows a three-dimensional representation of a quarter-circular section of the in 2 as a cross-sectional drawing schematically illustrated detector module with the on the carrier substrate 30 such an X-ray detector unit 21 applied and contacted photodiode and Szintillatorarray 6 shows, it is in the X-ray detector unit 21 around a rectangular, in an azimuth direction on one around the x-ray source 26 extending orbit to a circular arc curved detector module, which is equipped with an array of scintillation detectors 36 the in 2 equipped type is equipped. In the radial direction and in the axial direction, the extension of the detector module is only a few centimeters. In addition, is off 3 to see that in the azimuthal direction significantly more photodiode semiconductor 10 as in the axial direction on the carrier substrate 30 are applied. Not shown is that also a readout electronics on the X-ray detector unit 21 is housed. This is under a lead cover to protect against incident X-rays.
In 4 ist
ein Einstrahler-Spiral-CT-Gerät mit einem Röntgendetektorsystem 24 nach
dem Stand der Technik in teils perspektivischer, teils blockschaltbildartiger
Darstellung dargestellt. Das Röntgendetektorsystem 24 dieses
Computertomografiegeräts (nachfolgend auch als „Aufnahmesystem"
bezeichnet) umfasst eine Röntgenquelle 26 mit einer
dieser vorgelagerten, aus zwei in einem bestimmten Umfang zueinander
beabstandeten, relativ zueinander bewegbaren Blendenteilen 16 und 17 bestehenden
Kollimatorblende 13 sowie eine aus mehreren Zeilen und
Spalten von Detektorelementen 7 gebildeten Röntgendetektoreinheit 21.
Letztere dient dabei zur Erzeugung von elektrischen Signalen, welche
ein Maß für die Absorption der das zu untersuchende
Gewebe durchdringenden, durch einen be stimmten Messbereich tretenden
Röntgenstrahlung bilden. Die Röntgendetektoreinheit 21 kann
dabei z. B. als Szintillationsdetektor ausgebildet sein, bei dem jedes
Detektorelement 7 in der unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen
Art eine Szintillatorschicht und eine unterhalb dieser Szintillatorschicht
angeordnete Fotodioden-Halbleiter-Schicht aufweist.In 4 is a single-beam spiral CT device with an X-ray detector system 24 represented according to the prior art in partly perspective, partly block diagram-like representation. The x-ray detector system 24 This computed tomography device (hereinafter also referred to as "recording system") comprises an X-ray source 26 with one of these upstream, from two spaced apart to a certain extent, relatively movable diaphragm parts 16 and 17 existing collimator diaphragm 13 and one of a plurality of rows and columns of detector elements 7 formed X-ray detector unit 21 , The latter serves to generate electrical signals which form a measure of the absorption of the tissue to be examined, penetrating through a certain measuring range X-ray radiation. The X-ray detector unit 21 can be z. B. be formed as a scintillation detector, in which each detector element 7 in reference to 2 has a scintillator layer and a photodiode semiconductor layer arranged below this scintillator layer.
Die
Röntgenquelle 26 und der Röntgendetektor 21 sind
an einem nicht dargestellten Drehrahmen (Gantry) einander gegenüberliegend
angebracht, so dass im Betrieb des Computertomografiegerätes
ein von der Röntgenquelle 26 ausgehendes, durch
die relativ zueinander bewegbaren Blendenteile 16 und 17 der
Kollimatorblende 13 eingeblendetes, fächerförmiges
Röntgenstrahlenbündel, dessen Randstrahlen in 4 mit 29 bezeichnet
sind, auf den Röntgendetektor 21 auftrifft. Dabei
ist die Kollimatorblende 13 derart eingestellt, dass im
Wesentlichen nur der Bereich des Röntgendetektors 21 ausgeleuchtet
wird.The X-ray source 26 and the X-ray detector 21 are mounted on a rotating frame (gantry) not shown opposite each other, so that in the operation of the computed tomography device from the X-ray source 26 outgoing, by the relatively movable panel parts 16 and 17 the collimator diaphragm 13 superimposed, fan-shaped X-ray beam whose marginal rays in 4 With 29 are designated on the X-ray detector 21 incident. Here is the collimator diaphragm 13 set such that substantially only the area of the X-ray detector 21 is illuminated.
Der
Drehrahmen kann mit Hilfe einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung
um eine Rotationsachse in Rotation versetzt werden, welche parallel zur
z-Achse eines in 4 eingezeichneten dreidimensionalen
kartesischen Koordinatensystems verläuft. Zur Vereinfachung
der Darstellung soll im Folgenden davon ausgegangen werden, dass
die z-Achse mit der Rotationsachse des in 4 skizzierten
Röntgendetektorsystems 24 zusammenfällt, was
durch eine entsprechende Parallelverschiebung des Röntgendetektorsystems 24 leicht
möglich ist. Wie aus 4 zu erkennen
ist, verlaufen die Detektorspalten des Röntgendetektors 21 parallel
zur Rotationsachse z, während die Detektorzeilen, deren Breite
b in Richtung dieser Achse gemessen wird und beispielsweise 1 mm
beträgt, in der zur Rotationsachse z orthogonalen Umlaufrichtung φz verlaufen.The rotary frame can be offset by means of a drive device, not shown, about a rotation axis in rotation, which parallel to the z-axis of an in 4 drawn three-dimensional Cartesian coordinate system runs. To simplify the illustration, it will be assumed below that the z-axis coincides with the axis of rotation of the in 4 outlined X-ray detector system 24 coincides, which by a corresponding parallel displacement of the X-ray detector system 24 is easily possible. How out 4 can be seen, run the detector columns of the X-ray detector 21 parallel to the axis of rotation z, while the detector rows whose width b is measured in the direction of this axis and, for example, 1 mm, in the direction of rotation z orthogonal direction of rotation φ z run.
Um
einen mittels Spiral-CT zu untersuchenden Patienten in den Strahlengang
des von der Röntgenquelle 26 emittierten Röntgenstrahlenbündels bringen
zu können, ist bei dem in 4 dargestellten Einstrahler-Spiral-CT-Gerät
eine Lagerungsvorrichtung in Form einer Patientenliege 19 vorgesehen,
die ent lang der Rotationsachse z in beiden Richtungen (d. h. vorwärts
und rückwärts) verschiebbar ist. Um Volumendaten
eines auf der Patientenliege 19 ausgestreckt liegenden
Patienten aufnehmen zu können, erfolgt ein CT-Scanvorgang,
bei dem das Aufnahmesystem 24 in Umlaufrichtung φz mit konstanter Winkelgeschwindigkeit φ .z kontinuierlich um die Rotationsachse z
des Röntgendetektorsystems 24 rotiert und eine
Vielzahl von Projektionen aus verschiedenen Projektionsrichtungen
aufgenommen werden.To examine one by means of spiral CT the patient in the beam path of the X-ray source 26 To be able to bring emitted X-ray beam is in the in 4 illustrated single radiator spiral CT device, a storage device in the form of a patient bed 19 provided ent along the axis of rotation z in both directions (ie forward and backward) is displaceable. To volume data of a patient on the couch 19 outstretched lying patient, a CT scan, in which the recording system 24 in the direction of rotation φ z with a constant angular velocity φ. z continuously about the rotation axis z of the X-ray detector system 24 rotated and recorded a variety of projections from different projection directions.
Während
der kontinuierlichen Rotation des Aufnahmesystems 24 um
die Rotationsachse z wird bei der Spiral-CT die Patientenliege 19 kontinuierlich mit
konstanter Vorschubgeschwindigkeit ż in Richtung der Rotationsachse
z relativ zu dem Aufnahmesystem 24 verschoben, wobei eine
Synchronisation zwischen der Rotationsbewegung des Drehrahmens und
der Translationsbewegung der Patientenliege 19 in dem Sinne
vorliegt, dass das Verhältnis von Translations- zu Rotationsgeschwindigkeit
konstant ist und dieses konstante Verhältnis einstellbar
ist, indem ein eine vollständige Abtastung interessierender
Volumenbereiche gewährleistender Wert für den
Vorschub h der Patientenliege 19 pro Umdrehung des Drehrahmens
gewählt wird. Der Fokus 12 der Röntgenquelle 21 bewegt
sich also vom Patienten aus gesehen auf einer schraubenlinienförmigen
Spiralbahn 49 um die Rotationsachse z, weshalb die beschriebene
Art der Aufnahme von Volumendaten u. a. auch als „Spiralabtastung"
oder „Spiralscan" bezeichnet wird.During the continuous rotation of the recording system 24 around the axis of rotation z is in the spiral CT the patient bed 19 continuously at a constant feed rate ż in the direction of the rotation axis z relative to the pickup system 24 shifted, with a synchronization between the rotational movement of the rotating frame and the translational movement of the patient bed 19 in the sense that the ratio of translational to rotational speed is constant and this constant ratio is adjustable by providing a value for the advancement h of the patient couch which ensures a complete scan of volume areas of interest 19 is selected per revolution of the revolving frame. The focus 12 the X-ray source 21 Thus, as seen from the patient, it moves on a helical spiral path 49 around the axis of rotation z, which is why the described type of recording of volume data, among other things, also referred to as "spiral scan" or "Spiralscan".
Die
dabei von den Detektorelementen 7 der Röntgendetektoreinheit 21 gelieferten
Daten, bei denen es sich um Bilddaten von Projektionen handelt, die
jeweils einer bestimmten Spaltenposition einer bestimmten Detektorzeile
dieser Röntgendetektoreinheit 21 zugeordnet sind,
werden parallel ausgelesen, von einem Parallel/Seriell-Wandler 32 (Sequenzer)
serialisiert und als serieller Datenstrom an einen Bildrechner übertragen,
bei dem es sich um das in 4 mit dem
Bezugszeichen 5 bezeichnete Bildschirm-Terminal handelt.
Nach einer von einem Vorverarbeitungsmodul 38 des Bildrechners
durchgeführten Da tenverarbeitung werden die Daten einem Datenspeicher 11 zugeführt,
in dem sie in Form von sogenannten Rohdaten gespeichert werden.The case of the detector elements 7 the X-ray detector unit 21 supplied data, which are image data of projections, each of a specific column position of a particular detector line of this X-ray detector unit 21 are read in parallel, from a parallel / serial converter 32 (Sequencer) serialized and transmitted as a serial data stream to an image computer, which is the in 4 with the reference number 5 designated screen terminal acts. After one of a preprocessing module 38 Data processing performed by the image calculator, the data becomes a data memory 11 supplied in which they are stored in the form of so-called raw data.
Der
Bildrechner verfügt über eine Rekonstruktionseinheit 25,
die mit Hilfe eines Bildrekonstruktionsverfahrens aus den gespeicherten
Rohdaten Bilddaten zweidimensionaler Schnittbilder bzw. Volumendaten
von interessierenden transversalen Schichten bzw. Volumenbereichen
eines zu untersuchenden Gewebebereiches rekonstruiert. Die von der
Rekonstruktionseinheit 25 rekonstruierten Bilddaten werden
dann in dem Datenspeicher 11 gespeichert und können
auf Abruf auf einem an das Bildschirm-Terminal 5 angeschlossenen
Anzeigebildschirm 1 (z. B. auf einem Videomonitor) in grafischer Form
als 2D-Schnittbild oder 3D-Rekonstruktion dargestellt werden.The image computer has a reconstruction unit 25 which reconstructs image data of two-dimensional sectional images or volume data of interesting transverse layers or volume regions of a tissue region to be examined from the stored raw data with the aid of an image reconstruction method. The from the reconstruction unit 25 reconstructed image data is then stored in the data memory 11 stored and can be on-demand on a screen terminal 5 connected display screen 1 (eg on a video monitor) in graphical form as a 2D slice or 3D reconstruction.
Die
Röntgenquelle 26, bei der es sich beispielsweise
um eine Röntgenröhre handelt, wird von einer Stromversorgungseinheit 34 mit
einem zum Betrieb notwendigen elektrischen Spannung versorgt. Um
diese auf die jeweils notwendigen Werte einstellen zu können,
ist der Stromversorgungseinheit 34 eine Steuereinheit 33 mit
Tastatur 37 und Computermaus 18 zugeordnet, über
die alle erforderlichen Einstellungen von einem die Untersuchung
durchführenden Radiologen manuell vorgenommen werden können.
Auch die sonstige Bedienung und Steuerung des in 4 dargestellten
Spiral-CT-Geräts erfolgt mit Hilfe der Steuereinheit 33,
der Tastatur 37 und der Computermaus M, was in der Zeichnung
dadurch veranschaulicht ist, dass die Steuereinheit 33 mit dem
Bildschirm-Terminal 5 über eine Steuerleitung verbunden
ist.The X-ray source 26 , which is for example an X-ray tube, is powered by a power supply unit 34 supplied with an electrical voltage necessary for operation. In order to be able to set these to the respectively necessary values, the power supply unit is 34 a control unit 33 with keyboard 37 and computer mouse 18 All necessary settings can be made manually by a radiologist conducting the examination. Also the other operation and control of in 4 shown spiral CT device is done with the help of the control unit 33 , the keyboard 37 and the computer mouse M, which is illustrated in the drawing by the fact that the control unit 33 with the screen terminal 5 connected via a control line.
In 5 ist
eine zweidimensionale Ansicht des erfindungsgemäßen
Zweistrahler-Volumen-CT-Röntgendetektorsystems 24 als
Teil eines Mehrschicht-Spiral-CT-Geräts in einer Projektionsdarstellung
abgebildet, die sich durch orthogonale Parallelprojektion dieses
Röntgendetektorsystems 24 in eine vertikale Ebene
normal zu der mit der Körperlängsachse z eines
zu untersuchenden Patienten zusammenfallenden Rotationsachse des Röntgendetektorsystems 24 ergibt.
Wie aus 5 ersichtlich, verfügt
das Röntgendetektorsystem 24 über zwei
in gleicher Umlaufrichtung φz um
die Rotationsachse z mit betragsgleicher Winkelgeschwindigkeit φ .z rotierende, in Umlaufrichtung φz um einen Winkelbetrag Δφz von 90° gegeneinander versetzt
angeordnete Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 mit
unterschiedlich großen Detektormessbereichen 8 bzw. 9 (Messfeldbereichen).
Jede dieser beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 ist
in Bezug auf jeweils eine von zwei in derselben Umlaufrichtung φz um die Rotationsachse z mit derselben Winkelgeschwindigkeit φ .z rotierende und in Umlaufrichtung φz um den vorgenannten Winkelbetrag Δφz von 90° gegeneinander versetzt
angeordnete Röntgenquellen 27 und 28 auf einer
jeweils entgegengesetzten Seite des Patienten in einer vertikalen,
zu der durch die Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 normalen
Ebene diametral gegenüberliegend angeordnet.In 5 is a two-dimensional view of the two-emitter volume CT X-ray detector system according to the invention 24 as part of a multilayer spiral CT device in a projection view, which is characterized by orthogonal parallel projection of this X-ray detector system 24 in a vertical plane normal to the axis of rotation of the x-ray detector system coinciding with the body longitudinal axis z of a patient to be examined 24 results. How out 5 can be seen, has the X-ray detector system 24 about two in the same direction of rotation φ z about the axis of rotation z with the same angular velocity φ. z rotating, in the direction of rotation φ z by an angular amount Δφ z of 90 ° offset from each other arranged X-ray detector units 22 and 23 with different sized detector measuring ranges 8th respectively. 9 (Measurement field regions). Each of these two x-ray detector units 22 and 23 is with respect to each one of two in the same direction of rotation φ z about the axis of rotation z at the same angular velocity φ. z rotating and in the direction of rotation φ z by the aforementioned angular amount Δφ z of 90 ° offset from each other arranged X-ray sources 27 and 28 on a respective opposite side of the patient in a vertical, to the through the rotation axis z of the X-ray detector system 24 normal plane diametrically opposite.
Die
beiden Röntgenquellen 27 und 28 und die
beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 sind dabei
so angeordnet, dass in axialer Richtung durchgeführte translatorische
Relativbewegungen zwischen dem auf einer Patientenliege 19 in
einem Messbereich des Mehrschicht-Spiral-CT-Geräts liegenden
Patienten und jedem Röntgendetektor-Teilsystem, bestehend
aus jeweils einer Röntgenquelle 27 bzw. 28 und
jeweils einer zu dieser Röntgenquelle auf einer jeweils
entgegengesetzten Seite des Patienten diametral gegenüberliegend
angeordneten und um die Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems
in Umlaufrichtung φz rotierenden
Röntgendetektoreinheit 22 bzw. 23, jeweils
gleich groß sind. Dies kann dadurch erreicht werden, dass
sowohl die beiden Röntgenquellen 27 und 28 als
auch die beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 fest
vorgegebene Axialkoordinaten z1 bzw. z2 haben und die Patientenliege 19 über
eine Vorschubeinheit in axialer Richtung z vorwärts und
rückwärts bewegbar ist. Alternativ dazu kann vorgesehen
sein, dass die Patientenliege 19 fest montiert ist und
die beiden Röntgenquellen 27 und 28 zusammen
mit den beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 über
eine (nicht dargestellte) Vorschubeinheit in axialer Richtung z vorwärts
und rückwärts bewegbar sind. Die beiden Röntgendetektor-Teilsysteme
sind dabei dergestalt angeordnet, dass sich die Schwerpunkte der
beiden Röntgenquellen 27 und 28 und die
Schwerpunkte der beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 in
axialer Richtung z auf gleicher Höhe befinden, was bedeutet,
dass für die Axialkoordinaten der beiden Röntgendetektor-Teilsysteme
z1 = z2 =: z0 gilt.The two x-ray sources 27 and 28 and the two X-ray detector units 22 and 23 are arranged so that performed in the axial direction translational relative movements zwi on a patient bed 19 in a measuring range of the multi-layer spiral CT device lying patient and each X-ray detector subsystem, each consisting of an X-ray source 27 respectively. 28 and in each case one of these X-ray source on a respective opposite side of the patient diametrically opposite and about the rotation axis z of the X-ray detector system in the direction of rotation φ z rotating X-ray detector unit 22 respectively. 23 , are the same size. This can be achieved by using both the X-ray sources 27 and 28 as well as the two x-ray detector units 22 and 23 fixed axial coordinates z 1 and z 2 have and the patient bed 19 via a feed unit in the axial direction z is forward and backward movable. Alternatively, it may be provided that the patient bed 19 is firmly mounted and the two x-ray sources 27 and 28 together with the two x-ray detector units 22 and 23 via a (not shown) feed unit in the axial direction z forward and backward are movable. The two X-ray detector subsystems are arranged in such a way that the centers of gravity of the two X-ray sources 27 and 28 and the focal points of the two X-ray detector units 22 and 23 in the axial direction z are at the same height, which means that for the axial coordinates of the two X-ray detector subsystems z 1 = z 2 =: z 0 applies.
Des
Weiteren ist aus 5 zu erkennen, dass die Röntgenstrahlung
erfassenden Detektorflächen 8 bzw. 9 jeder
der beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 eine
in Umlaufrichtung φz kreisförmig
gekrümmte Form aufweisen. Die Krümmungsradien
R1 und R2 dieser
beiden Detektorflächen sind dabei jeweils gleich groß.
Darüber hinaus geht aus 5 hervor,
dass sowohl die beiden Röntgenquellen 27 und 28 als
auch die beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 in
radialer Richtung im gleichen Abstand zur Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 angeordnet
sind.Furthermore, it is off 5 to recognize that the X-ray detecting detector surfaces 8th respectively. 9 each of the two x-ray detector units 22 and 23 have a circularly curved shape in the direction of rotation φ z . The radii of curvature R 1 and R 2 of these two detector surfaces are each the same size. In addition, goes out 5 apparent that both the two x-ray sources 27 and 28 as well as the two x-ray detector units 22 and 23 in the radial direction at the same distance from the axis of rotation z of the x-ray detector system 24 are arranged.
In
den Strahlengang zwischen jeweils einer Röntgenquelle 27 bzw. 28 und
der die von dieser Röntgenquelle emittierte Röntgenstrahlung
erfassenden, auf einer jeweils entgegengesetzten Seite des Patienten
in einer vertikalen, zur Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 normalen
Ebene diametral gegenüberliegend angeordneten Röntgendetektoreinheit 22 bzw. 23 des
betreffenden Röntgendetektor-Teilsystems ist dabei jeweils
eine Kollimatorblende 14 bzw. 15 geschaltet. In
vorteilhafter Weise blenden 14 bzw. 15 die Röntgenstrahlung
sowohl in z- als auch φ-Richtung entsprechend der Form
des jeweils gegenüberliegenden Detektors 22 bzw. 23 ein,
um den Anteil der nicht zur Bildberechnung benutzten Strahlungsdosis
zu reduzieren.In the beam path between each one X-ray source 27 respectively. 28 and which detects the X-ray radiation emitted by this X-ray source on a respective opposite side of the patient in a vertical, to the axis of rotation z of the X-ray detector system 24 normal plane diametrically opposite arranged X-ray detector unit 22 respectively. 23 the relevant X-ray detector subsystem is in each case a collimator diaphragm 14 respectively. 15 connected. In an advantageous way dazzle 14 respectively. 15 the X-radiation in both the z and φ directions corresponding to the shape of the respective opposite detector 22 respectively. 23 to reduce the proportion of radiation dose not used for image calculation.
In 6 sind
zwei zweidimensionale Ansichten der beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 mit
ihren jeweiligen Detektormessbereichen nach einem ersten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Zweistrahler-Volumen-CT-Röntgendetektorsystems
in Form zweier Projektionsdarstellungen abgebildet (siehe Abbildungen
I und II). Die beiden Ansichten ergeben sich durch orthogonale Parallelprojektion
der betreffenden Röntgendetektoreinheit 22 bzw. 23 in
jeweils eine durch den Richtungsvektor der Azimuthrichtung φz1 bzw. φz2 auf
einer Kreisbahn um die in Bezug auf die jeweilige Röntgendetektoreinheit 22 bzw. 23 diametral
gegenüberliegend angeordnete Röntgenquelle 27 bzw. 28 und
durch den Richtungsvektor der Rotationsachse z aufgespannte Mantelebene
eines imaginären geraden Kreiszylinders, dessen Symmetrieachse
parallel zur Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 durch
den Fokus der betreffenden Röntgenquelle 27 bzw. 28 verläuft.In 6 are two two-dimensional views of the two X-ray detector units 22 and 23 with their respective detector measuring ranges according to a first exemplary embodiment of the two-emitter volume CT X-ray detector system according to the invention in the form of two projection images (see Figures I and II). The two views result from orthogonal parallel projection of the relevant X-ray detector unit 22 respectively. 23 in each case one through the direction vector of the azimuth direction φ z1 or φ z2 on a circular path around the relative to the respective X-ray detector unit 22 respectively. 23 diametrically opposed X-ray source 27 respectively. 28 and by the direction vector of the rotation axis z spanned shell plane of an imaginary straight circular cylinder whose axis of symmetry parallel to the rotation axis z of the X-ray detector system 24 through the focus of the relevant X-ray source 27 respectively. 28 runs.
Wie
in Abbildungen I dargestellt, weist die Röntgenstrahlung
erfassende Detektorfläche 8 von Röntgendetektoreinheit 22 des
erfindungsgemäßen Röntgendetektorsystems 24 bei
diesem Ausführungsbeispiel in einem Detektormessbereich 2-1 in Richtung
ihrer Symmetrieachse zL1, welche im Wesentlichen
parallel zur Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 verläuft,
eine größere Ausdehnung als in zwei anderen Detektormessbereichen 2-2 und 2-3 auf.As shown in Figures I, the X-ray detecting detector surface 8th of x-ray detector unit 22 the X-ray detector system according to the invention 24 in this embodiment, in a detector measuring range 2-1 in the direction of its axis of symmetry z L1 , which is substantially parallel to the axis of rotation z of the x-ray detector system 24 runs, a greater extent than in two other detector measuring ranges 2-2 and 2-3 on.
Außerdem
sind bei Röntgendetektoreinheit 22 zwei sich kreuzförmig überlappende
Detektormessbereiche 2-5 und 2-4 nutzbar, wobei
ein erster Detektormessbereich 2-5 gegenüber einem
zweiten Detektormessbereich 2-4 in einer Richtung parallel zur
Symmetrieachse zL1 der betreffenden Röntgendetektoreinheit 22 größer
und in einer Richtung senkrecht zu dieser Symmetrieachse zL1 kleiner als Letzterer ausgeführt
ist. Der erste Detektormessbereich 2-5 verfügt
damit im Vergleich zum zweiten Detektormessbereich 2-4 der
Röntgendetektoreinheit 22 in Richtung seiner parallel
zur Rotationsachse z des erfindungsgemäßen Röntgendetektorsystems 24 verlaufenden
Symmetrieachse zL1 über eine große
Volumenabdeckung pro Umlauf und einen eingeschränkten Messfeldbereich 43 in
einer senkrecht zu dieser Symmetrieachse zL1 verlaufenden
Azimuthrichtung φz1. Die große
Volumenabdeckung pro Umlauf ist, wie bereits erwähnt, insbesondere
bei Organen mit sich schnell ändernden Bewegungszuständen,
wie z. B. beim Herzmuskel, von Vorteil, da störende Bewegungsartefakte
in den CT-Aufnahmen vermieden werden können.In addition, in the case of an X-ray detector unit 22 two crosswise overlapping detector measuring ranges 2-5 and 2-4 usable, wherein a first Detormormessbereich 2-5 opposite a second detector measuring range 2-4 in a direction parallel to the axis of symmetry z L1 of the relevant X-ray detector unit 22 greater and in a direction perpendicular to this axis of symmetry z L1 smaller than the latter is executed. The first detector measuring range 2-5 has thus compared to the second detector measuring range 2-4 the X-ray detector unit 22 in the direction of its parallel to the axis of rotation z of the X-ray detector system according to the invention 24 extending symmetry axis z L1 over a large volume coverage per round and a limited measuring field area 43 in a direction perpendicular to this axis of symmetry z L1 extending azimuth φ z1 . The large volume coverage per revolution is, as already mentioned, especially in organs with rapidly changing states of motion, such. As the heart muscle, advantage because disturbing motion artifacts in the CT images can be avoided.
Damit
die Fertigung der beiden Röntgendetektoreinheiten 22 bzw. 23 möglichst
effizient und ein etwaiger Reparaturaufwand defekter Detektorelemente 7 möglichst
gering ist, weist jede der beiden Röntgendetektoreinheiten 22 bzw. 23 eine
Vielzahl von leicht austauschbaren Detektormodulen (nicht dargestellt)
auf, welche ihrerseits jeweils eine Vielzahl von Detektorelementen 7 umfassen,
die auf den Röntgenstrahlung erfassenden Detektorflächen 8 und 9 der
beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 zeilen-
und spaltenweise (d. h. in Form einer Matrix) neben-, über-
bzw. untereinander angeordnet sind. Dabei können beispielsweise
für den ersten Detektormessbereich 2-5 der Detektorfläche 8 von Röntgendetektoreinheit 22 M1 = 32 Detektorzeilen und N1 =
672 Detektorspalten (Detektorkanäle) und für den
Detektormessbereich 3-7 (≡ 3-6) der Detektorfläche 9 von
Röntgendetektoreinheit 23 M2 =
32 Detektorzeilen und N2 = 352 Detektorspalten
(Detektorkanäle) vorgesehen sein.Thus, the production of the two X-ray detector units 22 respectively. 23 as efficient as possible and any repair effort of defective detector elements 7 As low as possible, has each of the two X-ray detector units 22 respectively. 23 a variety of easily replaceable detector modules (not shown), which in turn each have a plurality of detector elements 7 comprise, on the X-ray detecting detector surfaces 8th and 9 the two x-ray detector units 22 and 23 in rows and columns (ie in the form of a matrix) next to, above or below each other are arranged. In this case, for example, for the first detector measuring range 2-5 the detector surface 8th of x-ray detector unit 22 M 1 = 32 detector rows and N 1 = 672 detector columns (detector channels) and for the detector measuring range 3-7 (≡ 3-6 ) of the detector surface 9 of x-ray detector unit 23 M 2 = 32 detector lines and N 2 = 352 detector columns (detector channels) may be provided.
Während
die Röntgenstrahlung erfassende Detektorfläche 8 einer
(22) der beiden Röntgendetektoreinheiten 22 bzw. 23 drei
nebeneinander angeordnete Teilbereiche 2-1, 2-2 und 2-3 aufweist,
wovon die Teilbereiche 2-2 und 2-3 die gleiche
Anzahl an Detektorzeilen 39 und die gleiche Anzahl an Detektorspalten 31 umfassen
und der Teilbereich 2-1 eine davon abweichende Anzahl an
Detektorzeilen 39 und Detektorspalten 31 umfasst
(siehe Abbildung I), verfügt die Röntgenstrahlung
erfassende Detektorfläche 9 der anderen Röntgendetektoreinheit 23 nur über
einen einzigen Detektormessbereich 3-1 (siehe Abbildung
II). Der Teilbereich 2-1 von Röntgendetektoreinheit 22 weist
dabei gegenüber den beiden Teilbereichen 2-2 und 2-3 dieser
Röntgendetektoreinheit eine größere Anzahl
an Detektorzeilen 39 und Detektorspalten 31 auf,
wobei der Teilbereich 2-1 gegenüber dem zumindest
einen zweiten Teilbereich 2-2 und 2-3 bzw. 3-2, 3-3, 3-4 und 3-5 in
Spaltenrichtung, d. h. in Richtung der Rotationsachse z des Röntgendetektorsys tems 24,
eine größere Ausdehnung aufweist, wie bereits
dargestellt. Dies bedeutet, dass Röntgendetektoreinheit 22 in
einem durch die Breite von Teilbereich 2-1 gegebenen eingeschränkten
Messfeldbereich 43 in einer zu seiner Symmetrieachse zL1 orthogonal verlaufenden Azimuthrichtung φz1 auf einer Kreisbahn mit dem Radius R1 um Röntgenquelle 27 eine
größere Volumenabdeckung in Richtung der Rotationsachse
z pro Umlauf des Röntgendetektorsystems 24 hat
als in einem durch die Summe der Breiten von Teilbereich 2-1, Teilbereich 2-2 und
Teilbereich 2-3 gegebenen erweiterten Messfeldbereich 42.
Röntgendetektoreinheit 23 ist dagegen für
einen durch die Breite von Teilbereich 3-1 gegebenen eingeschränkten
Messfeldbereich 43 ausgelegt, dessen Volumenabdeckung in Richtung
der Rotationsachse z pro Umlauf des Röntgendetektorsystems 24 um
diese Achse genauso groß ist wie die Volumenabdeckung der
Röntgendetektoreinheit 22 in Richtung der Rotationsachse
z pro Umlauf des Röntgendetektorsystems 24 um
diese Achse.During the X-ray detecting detector surface 8th one ( 22 ) of the two X-ray detector units 22 respectively. 23 three adjacent subareas 2-1 . 2-2 and 2-3 of which the subregions 2-2 and 2-3 the same number of detector lines 39 and the same number of detector columns 31 include and the subarea 2-1 a different number of detector lines 39 and detector columns 31 includes (see Figure I), has the detector surface detecting X-ray radiation 9 the other X-ray detector unit 23 only over a single detector measuring range 3-1 (see Figure II). The subarea 2-1 of x-ray detector unit 22 points to the two subareas 2-2 and 2-3 This X-ray detector unit has a larger number of detector lines 39 and detector columns 31 on, with the subarea 2-1 opposite the at least one second subarea 2-2 and 2-3 respectively. 3-2 . 3-3 . 3-4 and 3-5 in the column direction, ie in the direction of the axis of rotation z of the Röntgendetektorsys system 24 , has a greater extent, as already shown. This means that X-ray detector unit 22 in one by the width of partial area 2-1 given limited measuring field area 43 in an azimuth direction φ z1 extending orthogonally to its axis of symmetry z L1 on a circular path with the radius R 1 about the X-ray source 27 a larger volume coverage in the direction of the axis of rotation z per revolution of the X-ray detector system 24 has as in one by the sum of the widths of subarea 2-1 , Subarea 2-2 and subarea 2-3 given extended measuring field range 42 , X-ray detector unit 23 is, however, for one by the width of subarea 3-1 given limited measuring field area 43 whose volume coverage in the direction of the axis of rotation z per revolution of the X-ray detector system 24 around this axis is the same size as the volume coverage of the X-ray detector unit 22 in the direction of the axis of rotation z per revolution of the x-ray detector system 24 around this axis.
Die
drei nebeneinander angeordneten Teilbereiche 2-1, 2-2 und 2-3 von
Röntgendetektoreinheiten 22 sind dabei derart
nebeneinander angeordnet, dass jeweils benachbarte Detektorzeilen
des ersten Teilbereichs 2-1 und jeweils eines zweiten Teilbereichs 2-2 bzw. 2-3 auf
einer gemeinsamen Fluchtlinie liegen und zu einer erweiterten Detektorzeile kombinierbar
sind. Die Anzahl der Detektorelemente 7 in einer auf diese
Weise erweiterten Detektorzeile 39 ergibt sich aus der
Summe der Detektorelemente in den Detektorzeilen des ersten Teilbereichs 2-1 und der
beiden weiteren Teilbereiche 2-2 und 2-3 von Röntgendetektoreinheit 22.
Darüber hinaus ist aus 6 ersichtlich,
dass akquirierte Bilddaten jeder Detektorzeile 39 einer
der beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 durch
akquirierte Bilddaten einer zu dieser Detektorzeile in einer gemeinsamen
Fluchtlinie liegenden Detektorzeile 39 der anderen dieser beiden
Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 zu
vollständigen Bilddaten einer in einer normal zur Rotationsachse
z des Röntgendetektorsystems 24 verlaufenden Messebene
liegenden Schicht eines abzubildenden Gewebebereiches ergänzt
werden können. Auf diese Weise kann der erweiterte Messfeldbe reich der
Detektorfläche 8 von Röntgendetektoreinheit 22 in
einer azimuthalen Richtung φz2 senkrecht
zur Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 um zusätzliche
Detektorkanäle (nämlich um Detektorkanäle
der Detektorfläche 9 von Röntgendetektoreinheit 23)
ausgeweitet werden.The three adjacent sections 2-1 . 2-2 and 2-3 of X-ray detector units 22 are arranged side by side in such a way that each adjacent detector lines of the first portion 2-1 and in each case a second subarea 2-2 respectively. 2-3 lie on a common alignment line and can be combined to form an extended detector line. The number of detector elements 7 in a way extended detector line 39 results from the sum of the detector elements in the detector rows of the first subregion 2-1 and the other two subareas 2-2 and 2-3 of x-ray detector unit 22 , In addition, is off 6 It can be seen that acquired image data of each detector row 39 one of the two x-ray detector units 22 and 23 by acquired image data of a detector line lying in a common alignment line with respect to this detector row 39 the other of these two X-ray detector units 22 and 23 to complete image data one in a normal to the rotation axis z of the X-ray detector system 24 extending level lying layer of a tissue region to be imaged can be added. In this way, the extended area of the detector field can be rich 8th of x-ray detector unit 22 in an azimuthal direction φ z2 perpendicular to the axis of rotation z of the x-ray detector system 24 additional detector channels (namely detector channels of the detector surface 9 of x-ray detector unit 23 ).
Des
Weiteren geht aus den beiden Abbildungen I und II von 6 hervor,
dass die Röntgenstrahlung erfassenden Detektorflächen 8 und 9 der
beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 eine
in Bezug auf ihre jeweilige Symmetrieachse zL1 bzw.
zL2 achsensymmetrische Form haben. In Bezug
auf eine orthogonal zu ihrer jeweiligen Symmetrieachse zL1 bzw. zL2 verlaufende
Azimuthrichtung φz1 bzw. φz2 auf einer Kreisbahn mit einem vorgegebenen
Radius R1 bzw. R2 um
jeweils eine der beiden Röntgenquellen 27 bzw. 28 weisen
die Röntgenstrahlung erfassenden Detektorflächen 8 und 9 der
beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 ebenfalls
eine achsensymmetrische Form auf.Furthermore, the two figures I and II of 6 show that the X-ray detecting detector surfaces 8th and 9 the two x-ray detector units 22 and 23 have an axisymmetric shape with respect to their respective symmetry axis z L1 or z L2 . With respect to an azimuth direction φ z1 or φ z2 extending orthogonal to their respective axes of symmetry z L1 and z L2 , respectively, on a circular path with a predetermined radius R 1 or R 2 about one of the two X-ray sources 27 respectively. 28 have the X-ray detecting detector surfaces 8th and 9 the two x-ray detector units 22 and 23 also an axisymmetric shape.
Wie
ein Vergleich der beiden Abbildungen I und II von 6 zeigt,
haben die Detektorflächen 8 und 9 der
beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 des
erfindungsgemäßen Röntgendetektorsystems 24 unterschiedliche
geometrische Formen und Größen. So weist die Röntgenstrahlung
erfassende Detektorfläche 8 von Röntgendetektoreinheit 22 in
einer durch den Richtungsvektor der Azimuthrichtung φz1 auf der Kreisbahn um die Röntgenquelle 27 und durch
den Richtungsvektor der Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 aufgespannten
Mantelebene eines geraden Kreiszylinders um Röntgenquelle 27 die
Gestalt einer Kreuz-Form auf, deren Schenkel senkrecht und parallel
zu dieser Azimuthrichtung φz1 verlaufen,
während die Röntgenstrahlung erfassende Detektorfläche 9 von
Röntgendetektoreinheit 23 in einer durch den Richtungsvektor
der Azimuthrichtung φz2 auf der
Kreisbahn um Röntgenquelle 28 und durch den Richtungsvektor
der Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 aufgespannten
Mantelebene eines geraden Kreiszylinders um Röntgenquelle 28 die
Form eines Quadrats aufweist.Like a comparison of the two illustrations I and II of 6 shows have the detector surfaces 8th and 9 the two x-ray detector units 22 and 23 the X-ray detector system according to the invention 24 different geometric shapes and sizes. Thus, the X-ray radiation detecting detector surface 8th of x-ray detector unit 22 in a through the direction vector of the azimuth φ z1 on the orbit around the X-ray source 27 and by the direction vector of the rotation axis z of the X-ray detector system 24 Spanned sheath plane of a straight circular cylinder around the X-ray source 27 the shape of a cross-shape, whose legs are perpendicular and parallel to this azimuth φ z1 , while the X-ray detecting detector surface 9 from Röntgendetek gate unit 23 in a through the direction vector of the azimuth direction φ z2 on the circular path around the X-ray source 28 and by the direction vector of the rotation axis z of the X-ray detector system 24 Spanned sheath plane of a straight circular cylinder around the X-ray source 28 has the shape of a square.
Wie
den beiden Abbildungen I und II aus 6 ferner
zu entnehmen ist, weist jeder der drei nebeneinander angeordneten
Teilbereiche 2-1, 2-2 und 2-3 von Röntgendetektoreinheit 22 die
Form eines in Bezug auf die räumliche Lage der Rotationsachse
z in radialer Richtung nach außen gewölbten Rechtecks
auf. Die Wölbung der drei nebeneinander angeordneten Teilbereiche 2-1, 2-2 und 2-3 von Röntgendetektoreinheit 22 entspricht
dabei der Krümmung eines Kreiszylinderabschnitts in der
Mantelebene eines imaginären geraden Kreiszylinders um
die Röntgenquelle 27, dessen Symmetrieachse zur
Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 parallel
verläuft. In analoger Weise entspricht die Wölbung
des Detektormessbereichs 3-1 von Röntgendetektoreinheit 23,
welcher die Form eines in Bezug auf die räumliche Lage
der Rotationsachse z in radialer Richtung nach außen gewölbten
Quadrats aufeist, der Krümmung eines Kreiszylinderabschnitts in
der Mantelebene eines imaginären geraden Kreiszylinders
um die Röntgenquelle 28, dessen Symmetrieachse
ebenfalls zur Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 parallel
verläuft.Like the two illustrations I and II 6 can also be seen, each of the three juxtaposed sub-areas 2-1 . 2-2 and 2-3 of x-ray detector unit 22 the shape of a in relation to the spatial position of the rotation axis z in the radial direction outwardly curved rectangle. The curvature of the three adjacent sections 2-1 . 2-2 and 2-3 of x-ray detector unit 22 corresponds to the curvature of a circular cylinder section in the shell plane of an imaginary right circular cylinder about the X-ray source 27 , whose axis of symmetry to the rotation axis z of the X-ray detector system 24 runs parallel. The curvature of the detector measuring range corresponds in an analogous manner 3-1 of x-ray detector unit 23 which has the shape of a square bulged outward in the radial direction with respect to the spatial position of the rotation axis z, the curvature of a circular cylindrical portion in the plane of the sheath of an imaginary right circular cylinder around the X-ray source 28 , whose axis of symmetry also to the rotation axis z of the X-ray detector system 24 runs parallel.
Röntgendetektoreinheit 22 ist
dabei so ausgelegt, dass der erste Teilbereich 2-1 ihrer
Detektorfläche 8 als erster Detektormessbereich 2-5 nutzbar ist.
Demgegenüber der Bereich der um die Teilbereiche 2-2 und 2-3 erweiterten
Detektorzeilen als zweiter Detektormessbereich 2-4 nutzbar.
Der zweite Detektormessbereich 2-4 ermöglicht
dabei aufgrund seiner großen Erstreckung senkrecht zur
Rotationsachse z des erfindungsgemäßen Röntgendetektorsystems 24 die
Untersuchung von Organen, die in ihrem Querschnitt parallel zur
Messebene eine verhältnismäßig große
Ausdehnung aufweisen.X-ray detector unit 22 is designed so that the first section 2-1 their detector surface 8th as the first detector measuring range 2-5 is usable. In contrast, the area around the subareas 2-2 and 2-3 extended detector lines as a second detector measuring range 2-4 available. The second detector measuring range 2-4 allows due to its large extent perpendicular to the axis of rotation z of the X-ray detector system according to the invention 24 the investigation of organs which have a relatively large extent in their cross-section parallel to the measuring plane.
In 7 sind
zwei zweidimensionale Ansichten der beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 mit
ihren jeweiligen Detektormessbereichen nach einem zweiten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Zweistrahler-Volumen-CT-Röntgendetektorsystems
in Form zweier weiterer Projektionsdarstellungen abgebildet (siehe
Abbildungen III und IV). Auch diese beiden Ansichten ergeben sich
wiederum durch orthogonale Parallelprojektion der betreffenden Röntgendetektoreinheit 22 bzw. 23 in
jeweils eine durch den Richtungsvektor der Azimuthrichtung φz1 bzw. φz2 auf
einer Kreisbahn um die in Bezug auf die jeweilige Röntgendetektoreinheit 22 bzw. 23 diametral
gegenüberliegend angeordnete Röntgenquelle 27 bzw. 28 und
durch den Richtungsvektor der Rotationsachse z aufgespannte Mantelebene
eines imaginären geraden Kreiszylinders, dessen Symmetrieachse
parallel zur Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 durch
den Fokus der betreffenden Röntgenquelle 27 bzw. 28 verläuft.In 7 are two two-dimensional views of the two X-ray detector units 22 and 23 with their respective detector measuring ranges according to a second embodiment of the two-emitter volume CT X-ray detector system according to the invention in the form of two further projection images (see Figures III and IV). These two views again result from orthogonal parallel projection of the relevant X-ray detector unit 22 respectively. 23 in each case one through the direction vector of the azimuth direction φ z1 or φ z2 on a circular path around the relative to the respective X-ray detector unit 22 respectively. 23 diametrically opposed X-ray source 27 respectively. 28 and by the direction vector of the rotation axis z spanned shell plane of an imaginary straight circular cylinder whose axis of symmetry parallel to the rotation axis z of the X-ray detector system 24 through the focus of the relevant X-ray source 27 respectively. 28 runs.
Wie
in Abbildung III dargestellt, weist die Röntgenstrahlung
erfassende Detektorfläche 8 von Röntgendetektoreinheit 22 des
erfindungsgemäßen Röntgendetektorsystems 24 bei
diesem Ausführungsbeispiel in einem Detektormessbereich 2-1 in Richtung
ihrer Symmetrieachse zL1, welche im Wesentlichen
parallel zur Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 verläuft,
eine größere Ausdehnung als in zwei anderen Detektormessbereichen 2-2 und 2-3 auf.
Die Röntgenstrahlung erfassende Detektorfläche 9 von
Röntgendetektoreinheit 23 des erfindungsgemäßen
Röntgendetektorsystems 24 weist bei diesem Ausführungsbeispiel
in einem Detektormessbereich 3-1 in Richtung ihrer Symmetrieachse
zL2, welche ebenfalls im Wesentlichen parallel zur
Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 verläuft,
eine größere Ausdehnung als in vier anderen Detektormessbereichen 3-2, 3-3 3-4 und 3-5 auf.As shown in Figure III, the X-ray detecting surface detects the detector 8th of x-ray detector unit 22 the X-ray detector system according to the invention 24 in this embodiment, in a detector measuring range 2-1 in the direction of its axis of symmetry z L1 , which is substantially parallel to the axis of rotation z of the x-ray detector system 24 runs, a greater extent than in two other detector measuring ranges 2-2 and 2-3 on. The X-ray detecting detector surface 9 of x-ray detector unit 23 the X-ray detector system according to the invention 24 indicates in this embodiment in a detector measuring range 3-1 in the direction of its axis of symmetry z L2 , which likewise essentially parallel to the axis of rotation z of the x-ray detector system 24 runs, a greater extent than in four other detector measuring ranges 3-2 . 3-3 3-4 and 3-5 on.
Außerdem
sind bei Röntgendetektoreinheit 22 zwei sich kreuzförmig überlappende
Detektormessbereiche 2-5 und 2-4 nutzbar, wobei
der eine Detektormessbereich 2-5 gegenüber dem
anderen Detektormessbereich 2-4 in einer Richtung parallel zur
Symmetrieachse zL1 der betreffenden Röntgendetektoreinheit 22 größer
und in einer Richtung senkrecht zu dieser Symmetrieachse zL1 kleiner als Letzterer ausgeführt
ist. Der erste Detektormessbereich 2-5 verfügt
damit im Vergleich zum zweiten Detektormessbereich 2-4 der
Röntgendetektoreinheit 22 in Richtung seiner parallel
zur Rotationsachse z des erfindungs gemäßen Röntgendetektorsystems 24 verlaufenden
Symmetrieachse zL1 über eine große
Volumenabdeckung pro Umlauf und einen eingeschränkten Messfeldbereich 43 in
einer senkrecht zu dieser Symmetrieachse zL1 verlaufenden
Azimuthrichtung φz1. Demgegenüber
sind bei Röntgendetektoreinheit 23 drei sich jeweils
paarweise überlappende Detektormessbereiche 3-7, 3-6 und 4 nutzbar,
wobei der eine Detektormessbereich 3-7 gegenüber
den beiden anderen Detektormessbereichen 3-6 und 4 in
einer Richtung parallel zur Symmetrieachse zL2 der
betreffenden Röntgendetektoreinheit 23 größer
und in einer Richtung senkrecht zu dieser Symmetrieachse zL2 kleiner als Letztere ausgeführt
ist. Der erste Detektormessbereich 3-7 verfügt
damit im Vergleich zum zweiten Detektormessbereich 3-6 bzw. 4 der Röntgendetektoreinheit 22 in
Richtung seiner parallel zur Rotationsachse z des erfindungsgemäßen
Röntgendetektorsystems 24 verlaufenden Symmetrieachse
zL2 über eine große Volumenabdeckung
pro Umlauf und einen eingeschränkten Messfeldbereich 43 in
einer senkrecht zu dieser Symmetrieachse zL2 verlaufenden
Azimuthrichtung φz2. Infolge der
großen Volumenabdeckung pro Umlauf können insbesondere
bei Organen mit sich schnell ändernden Bewegungszuständen,
wie z. B. beim Herzmuskel, störende Bewegungsartefakte
in den CT-Aufnahmen vermieden werden. Die beiden Detektormessbereiche 2-5 und 3-7 ermöglichen
darüber hinaus aufgrund ihrer zusammengenommen großen
Erstreckung senkrecht zur Rotationsachse z des erfindungsgemäßen Röntgendetektorsystems 24 die
Untersuchung von Organen, die in ihrem Querschnitt parallel zur
Messebene eine verhältnismäßig große
Ausdehnung aufweisen.In addition, in the case of an X-ray detector unit 22 two crosswise overlapping detector measuring ranges 2-5 and 2-4 usable, wherein the one Detektormessbereich 2-5 opposite to the other detector measuring range 2-4 in a direction parallel to the axis of symmetry z L1 of the relevant X-ray detector unit 22 greater and in a direction perpendicular to this axis of symmetry z L1 smaller than the latter is executed. The first detector measuring range 2-5 has thus compared to the second detector measuring range 2-4 the X-ray detector unit 22 in the direction of its parallel to the axis of rotation z of the inventive X-ray detector system 24 extending symmetry axis z L1 over a large volume coverage per round and a limited measuring field area 43 in a direction perpendicular to this axis of symmetry z L1 extending azimuth φ z1 . In contrast, in the case of an X-ray detector unit 23 three pairs of overlapping detector measuring ranges 3-7 . 3-6 and 4 usable, wherein the one Detektormessbereich 3-7 opposite to the two other detector measuring ranges 3-6 and 4 in a direction parallel to the axis of symmetry z L2 of the relevant X-ray detector unit 23 greater and in a direction perpendicular to this axis of symmetry z L2 is smaller than the latter. The first detector measuring range 3-7 has thus compared to the second detector measuring range 3-6 respectively. 4 the X-ray detector unit 22 in the direction of its parallel to the axis of rotation z of the X-ray detector system according to the invention 24 extending symmetry axis z L2 over a large volume coverage per round and a limited measuring field area 43 in a direction perpendicular to this symmetry axis z L2 ver current azimuth φ z2 . As a result of the large volume coverage per revolution, especially in organs with rapidly changing states of motion, such. As the heart muscle, disturbing motion artifacts in the CT images are avoided. The two detector measuring ranges 2-5 and 3-7 Moreover, due to their combined large extension perpendicular to the axis of rotation z of the X-ray detector system according to the invention 24 the investigation of organs which have a relatively large extent in their cross-section parallel to the measuring plane.
Wie
bei dem unter Bezugnahme auf 6 beschriebenen
Ausführungsbeispiel weist auch hier jede der beiden Röntgendetektoreinheiten 22 bzw. 23 eine
Vielzahl von (nicht dargestellten) Detektormodulen auf, welche ihrerseits
jeweils eine Vielzahl von Detektorelementen 7 umfassen,
die auf den Röntgenstrahlung erfassenden Detektorflächen 8 und 9 der
beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 zeilen-
und spaltenweise (d. h. in Form einer Matrix) neben-, über-
bzw. untereinander angeordnet sind. Dabei können beispielsweise
für den ersten Detektormessbereich 2-5 der Detektorfläche 8 von Röntgendetektoreinheit 22 M1 = 32 Detektorzeilen und N1 =
672 Detektorspalten (Detektorkanäle) und für den
Detektormessbereich 3-7 (= 3-6) der Detektorfläche 9 von
Röntgendetektoreinheit 23 M2 =
32 Detektorzeilen und N2 = 352 Detektorspalten
(Detektorkanäle) vorgesehen sein.As with the reference to 6 described embodiment also has here each of the two X-ray detector units 22 respectively. 23 a plurality of detector modules (not shown) which in turn each comprise a plurality of detector elements 7 comprise, on the X-ray detecting detector surfaces 8th and 9 the two x-ray detector units 22 and 23 in rows and columns (ie in the form of a matrix) next to, above or below each other are arranged. In this case, for example, for the first detector measuring range 2-5 the detector surface 8th of x-ray detector unit 22 M 1 = 32 detector rows and N 1 = 672 detector columns (detector channels) and for the detector measuring range 3-7 (= 3-6 ) of the detector surface 9 of x-ray detector unit 23 M 2 = 32 detector lines and N 2 = 352 detector columns (detector channels) may be provided.
Während
die Röntgenstrahlung erfassende Detektorfläche 8 einer
(22) der beiden Röntgendetektoreinheiten 22 bzw. 23 drei
nebeneinander angeordnete Teilbereiche 2-1, 2-2 und 2-3 aufweist,
wovon die Teilbereiche 2-2 und 2-3 die gleiche
Anzahl an Detektorzeilen 39 und die gleiche Anzahl an Detektorspalten 31 umfassen
und der Teilbereich 2-1 eine davon abweichende Anzahl an
Detektorzeilen 39 und Detektorspalten 31 umfasst
(siehe Abbildung III), weist die Röntgenstrahlung erfassende
Detektorfläche 9 der anderen Röntgendetektoreinheit 23 fünf nebeneinander
angeordnete Teilbereiche 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 und 3-5 auf,
wovon die Teilbereiche 3-2, 3-3, 3-4 und 3-5 die
gleiche Anzahl an Detektorzeilen 39 und die gleiche Anzahl
an Detektorspalten 31 umfassen und der Teilbereich 3-1 eine
davon abweichende Anzahl an Detektorzeilen 39 und Detektorspalten 31 umfasst
(siehe Abbildung IV). Der Teilbereich 3-1 von Röntgendetektoreinheit 22 weist
dabei gegenüber den vier anderen Teilbereichen 3-2, 3-3, 3-4 und 3-5 dieser
Röntgendetektoreinheit eine größere Anzahl an
Detektorzeilen 39 und Detektorspalten 31 auf,
wobei der Teilbereich 3-1 gegenüber den anderen
vier Teilbereich 3-2, 3-3, 3-4 und 3-5 in
Spaltenrichtung, d. h. in Richtung der Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24,
eine größere Ausdehnung aufweist, wie bereits
dargestellt. Dies bedeutet, dass Röntgendetektoreinheit 22 in
einem durch die Breite von Teilbereich 2-1 gegebenen eingeschränkten Messfeldbereich 43 in
einer zu seiner Symmetrieachse zL1 orthogonal
verlaufenden Azimuthrichtung φz1 auf
einer Kreisbahn mit dem Radius R1 um Röntgenquelle 27 in
Richtung der Rotationsachse z eine größere Volumenabdeckung
pro Umlauf des Röntgendetektorsystems 24 hat als
in einem durch die Summe der Breiten von Teilbereich 2-1,
Teilbereich 2-2 und Teilbereich 2-3 gegebenen
erweiterten Messfeldbereich 42. Röntgendetektoreinheit 23 deckt
in einer zu seiner Symmetrieachse zL2 orthogonal
verlaufenden Azimuthrichtung φz2 auf
einer Kreisbahn mit dem Radius R2 um Röntgenquelle 28,
abhängig von der jeweiligen Axialposition, ebenfalls unterschiedlich große
Messfeldbereiche ab, wobei Röntgendetektoreinheit 23 in
einem durch die Breite von Teilbereich 3-1 gegebenen eingeschränkten
Messfeldbereich 43 in Azimuthrichtung φz1 eine größere Volumenabdeckung
in Richtung der Rotationsachse z pro Umlauf des Röntgendetektorsystems 24 hat
als in einem durch die Summe der Breiten von Teilbereich 3-1, Teilbereich 3-2 und
Teilbereich 3-3 bzw. durch die Summe der Breiten von Teilbereich 3-1,
Teilbereich 3-4 und Teilbereich 3-5 gegebenen
erweiterten Messfeldbereich 42.During the X-ray detecting detector surface 8th one (22) of the two x-ray detector units 22 respectively. 23 three adjacent subareas 2-1 . 2-2 and 2-3 of which the subregions 2-2 and 2-3 the same number of detector lines 39 and the same number of detector columns 31 include and the subarea 2-1 a different number of detector lines 39 and detector columns 31 includes (see Figure III), has the X-ray detecting detector surface 9 the other X-ray detector unit 23 five adjoining subareas 3-1 . 3-2 . 3-3 . 3-4 and 3-5 on what the subareas 3-2 . 3-3 . 3-4 and 3-5 the same number of detector lines 39 and the same number of detector columns 31 include and the subarea 3-1 a different number of detector lines 39 and detector columns 31 includes (see Figure IV). The subarea 3-1 of x-ray detector unit 22 points to the four other subareas 3-2 . 3-3 . 3-4 and 3-5 This X-ray detector unit has a larger number of detector lines 39 and detector columns 31 on, with the subarea 3-1 opposite the other four subarea 3-2 . 3-3 . 3-4 and 3-5 in the column direction, ie in the direction of the axis of rotation z of the x-ray detector system 24 , has a greater extent, as already shown. This means that X-ray detector unit 22 in one by the width of partial area 2-1 given limited measuring field area 43 in an azimuth direction φ z1 extending orthogonally to its axis of symmetry z L1 on a circular path with the radius R 1 about the X-ray source 27 in the direction of the rotation axis z a larger volume coverage per revolution of the X-ray detector system 24 has as in one by the sum of the widths of subarea 2-1 , Subarea 2-2 and subarea 2-3 given extended measuring field range 42 , X-ray detector unit 23 covers in a direction of its axis of symmetry z L2 orthogonal azimuth direction φ z2 on a circular path with the radius R 2 to X-ray source 28 , Depending on the respective axial position, also different sized measuring field areas, wherein X-ray detector unit 23 in one by the width of partial area 3-1 given limited measuring field area 43 in azimuth direction φ z1 a larger volume coverage in the direction of the axis of rotation z per revolution of the X-ray detector system 24 has as in one by the sum of the widths of subarea 3-1 , Subarea 3-2 and subarea 3-3 or by the sum of the widths of the subarea 3-1 , Subarea 3-4 and subarea 3-5 given extended measuring field range 42 ,
Die
drei nebeneinander angeordneten Teilbereiche 2-1, 2-2 und 2-3 von
Röntgendetektoreinheiten 22 und die fünf
nebeneinander angeordnete Teilbereiche 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 und 3-5 von
Röntgendetektoreinheiten 23 sind dabei derart
nebeneinander angeordnet, dass jeweils benachbarte Detektorzeilen
des ersten Teilbereichs 2-1 bzw. 3-1 und jeweils
eines zweiten Teilbereichs 2-2 und 2-3 bzw. 3-2, 3-3, 3-4 und 3-5 auf
einer gemeinsamen Fluchtlinie liegen und zu einer erweiterten Detektorzeile
kombinierbar sind. Die Anzahl der Detektorelemente 7 in
einer auf diese Weise erweiterten Detektorzeile 39 ergibt
sich aus der Summe der Detektorelemente in den Detektorzeilen des
ersten Teilbereichs 2-1 und der beiden weiteren Teilbereiche 2-2 und 2-3 von Röntgendetektoreinheit 22 bzw.
des ersten Teilbereichs 3-1 und der vier weiteren Teilbereiche 3-2, 3-3, 3-4 und 3-5 von
Röntgendetektoreinheit 23. Darüber hinaus
ist aus 7 ersichtlich, dass akquirierte
Bilddaten jeder Detektorzeile 39 einer der beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 durch
akquirierte Bilddaten einer zu dieser Detektorzeile in einer gemeinsamen
Fluchtlinie liegenden Detektorzeile 39 der anderen dieser
beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 zu
vollständigen Bilddaten einer in einer normal zur Rotationsachse
z des Röntgendetektorsystems 24 verlaufenden Messebene
liegenden Schicht eines abzubildenden Gewebebereiches ergänzt
werden können. Auf diese Weise kann der erweiterte Messfeldbereich
der Detektorfläche 8 von Röntgendetektoreinheit 22 in
einer azimuthalen Richtung φz2 senkrecht
zur Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 um
zusätzliche Detektorkanäle (nämlich um
Detektorkanäle der Detektorfläche 9 von
Röntgendetektoreinheit 23) ausgeweitet werden.The three adjacent sections 2-1 . 2-2 and 2-3 of X-ray detector units 22 and the five adjacent sections 3-1 . 3-2 . 3-3 . 3-4 and 3-5 of X-ray detector units 23 are arranged side by side in such a way that each adjacent detector lines of the first portion 2-1 respectively. 3-1 and in each case a second subarea 2-2 and 2-3 respectively. 3-2 . 3-3 . 3-4 and 3-5 lie on a common alignment line and can be combined to form an extended detector line. The number of detector elements 7 in a way extended detector line 39 results from the sum of the detector elements in the detector rows of the first subregion 2-1 and the other two subareas 2-2 and 2-3 of x-ray detector unit 22 or the first subarea 3-1 and the four other sections 3-2 . 3-3 . 3-4 and 3-5 of x-ray detector unit 23 , In addition, is off 7 It can be seen that acquired image data of each detector row 39 one of the two x-ray detector units 22 and 23 by acquired image data of a detector line lying in a common alignment line with respect to this detector row 39 the other of these two X-ray detector units 22 and 23 to complete image data one in a normal to the rotation axis z of the X-ray detector system 24 extending level lying layer of a tissue region to be imaged can be added. In this way, the extended measuring field region of the detector surface 8th of x-ray detector unit 22 in an azimuthal direction φ z2 perpendicular to the axis of rotation z of the x-ray detector system 24 for additional detector ka (namely detector channels of the detector surface 9 of x-ray detector unit 23 ).
Des
Weiteren geht aus den beiden Abbildungen III und IV von 7 hervor,
dass die Röntgenstrahlung erfassenden Detektorflächen 8 und 9 der beiden
Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 eine
in Bezug auf ihre jeweilige Symmetrieachse zL1 bzw.
zL2 achsensymmetrische Form haben. In Bezug
auf eine orthogonal zu ihrer jeweiligen Symmetrieachse zL1 bzw. zL2 verlaufende
Azimuthrichtung φz1 bzw. φz2 auf einer Kreisbahn mit einem vorgegebenen
Radius R1 bzw. R2 um
jeweils eine der beiden Röntgenquellen 27 bzw. 28 weisen
die Röntgenstrahlung erfassenden Detektorflächen 8 und 9 der
beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 ebenfalls
eine achsensymmetrische Form auf.Furthermore, the two illustrations III and IV of 7 show that the X-ray detecting detector surfaces 8th and 9 the two x-ray detector units 22 and 23 have an axisymmetric shape with respect to their respective symmetry axis z L1 or z L2 . With respect to an azimuth direction φ z1 or φ z2 extending orthogonal to their respective axes of symmetry z L1 and z L2 , respectively, on a circular path with a predetermined radius R 1 or R 2 about one of the two X-ray sources 27 respectively. 28 have the X-ray detecting detector surfaces 8th and 9 the two x-ray detector units 22 and 23 also an axisymmetric shape.
Die
Röntgenstrahlung erfassende Detektorfläche 8 von
Röntgendetektoreinheit 22 weist dabei einen in
einer Azimuthrichtung φz1 auf einer
Kreisbahn um Röntgenquelle 27 vorspringenden Teilbereich 2-3 auf,
der in einen ausgesparten Teilbereich zwischen zwei in einer Azimuthrichtung φz2 auf zwei parallelen Kreisbahnen um Röntgenquelle 28 vorspringende
Teilbereiche 3-2 und 3-3 der Röntgenstrahlung
erfassenden Detektorfläche 9 von Röntgendetektoreinheit 23 eingreifen
kann. Auf der gegenüberliegenden Seite der Röntgenstrahlung
erfassenden Detektorfläche 8 von Röntgendetektoreinheit 22 befindet
sich ein ebenfalls in der Azimuthrichtung φz1 vorspringender
Teilbereich 2-2, welcher in einen ausgesparten Teilbereich
zwischen zwei ebenfalls in der Azimuthrichtung φz2 vorspringende Teilbereiche 3-4 und 3-5 der
Röntgenstrahlung erfassenden Detektorfläche 9 von
Röntgendetektoreinheit 23 eingreifen kann. Auf
diese Weise wird eine größere Messfeldabdeckung
ermöglicht, ohne dass sich die beiden Röntgen detektoreinheiten 22 und 23 gegenseitig überschatten.
Die beiden vorspringenden Teilbereiche 2-2 und 2-3 der
Röntgenstrahlung erfassenden Detektorfläche 8 von
Röntgendetektoreinheit 22 und die beiden ausgesparten
Teilbereiche zwischen den zwei vorspringenden Teilbereichen 3-2 und 3-3 bzw. zwischen
den zwei vorspringenden Teilbereichen 3-4 und 3-5 der
Röntgenstrahlung erfassenden Detektorfläche 9 von
Röntgendetektoreinheit 23 weisen dabei eine rechteckige,
in Azimuthrichtung φz1 bzw. in
Azimuthrichtung φz2 zu einem Kreisbogensegment
gewölbte Form zumindest näherungsweise gleicher Größe
auf.The X-ray detecting detector surface 8th of x-ray detector unit 22 has one in an azimuth φ z1 on a circular path around X-ray source 27 projecting subarea 2-3 extending into a recessed portion between two in an azimuth direction φ z2 on two parallel orbits around x-ray source 28 projecting parts 3-2 and 3-3 the X-ray detecting detector surface 9 of x-ray detector unit 23 can intervene. On the opposite side of the X-ray detecting detector surface 8th of x-ray detector unit 22 There is also a projecting in the azimuth direction φ z1 subarea 2-2 , which in a recessed portion between two also in the azimuth direction φ z2 projecting portions 3-4 and 3-5 the X-ray detecting detector surface 9 of x-ray detector unit 23 can intervene. In this way, a larger measuring field coverage is possible without the two X-ray detector units 22 and 23 overshadow each other. The two projecting parts 2-2 and 2-3 the X-ray detecting detector surface 8th of x-ray detector unit 22 and the two recessed portions between the two protruding portions 3-2 and 3-3 or between the two protruding subregions 3-4 and 3-5 the X-ray detecting detector surface 9 of x-ray detector unit 23 have a rectangular, in azimuth φ z1 or in azimuth φ z2 curved shape to a circular arc segment at least approximately the same size.
Wie
ein Vergleich der beiden Abbildungen III und IV von 7 zeigt,
haben die Detektorflächen 8 und 9 der
beiden Röntgendetektoreinheiten 22 und 23 des
erfindungsgemäßen Röntgendetektorsystems 24 unterschiedliche
geometrische Formen und Größen. So weist die Röntgenstrahlung
erfassende Detektorfläche 8 von Röntgendetektoreinheit 22 in
einer durch den Richtungsvektor der Azimuthrichtung φz1 auf der Kreisbahn um die Röntgenquelle 27 und durch
den Richtungsvektor der Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 aufgespannten
Mantelebene eines geraden Kreiszylinders um Röntgenquelle 27 die
Gestalt einer Kreuz-Form auf, während die Röntgenstrahlung
erfassende Detektorfläche 9 von Röntgendetektoreinheit 23 in
einer durch den Richtungsvektor der Azimuthrichtung φz2 auf der Kreisbahn um Röntgenquelle 28 und
durch den Richtungsvektor der Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 aufgespannten
Mantelebene eines geraden Kreiszylinders um Röntgenquelle 28 die
Gestalt einer H-Form aufweist, deren Schenkel parallel zu dieser
Azimuthrichtung φz2 verlaufen.Like a comparison of the two figures III and IV of 7 shows have the detector surfaces 8th and 9 the two x-ray detector units 22 and 23 the X-ray detector system according to the invention 24 different geometric shapes and sizes. Thus, the X-ray radiation detecting detector surface 8th of x-ray detector unit 22 in a through the direction vector of the azimuth φ z1 on the orbit around the X-ray source 27 and by the direction vector of the rotation axis z of the X-ray detector system 24 Spanned sheath plane of a straight circular cylinder around the X-ray source 27 the shape of a cross-shape, while the X-ray detecting detector surface 9 of x-ray detector unit 23 in a through the direction vector of the azimuth direction φ z2 on the circular path around the X-ray source 28 and by the direction vector of the rotation axis z of the X-ray detector system 24 Spanned sheath plane of a straight circular cylinder around the X-ray source 28 has the shape of an H-shape whose legs are parallel to this azimuth φ z2 .
Wie
den beiden Abbildungen III und IV aus 7 ferner
zu entnehmen ist, weist jeder der drei nebeneinander angeordneten
Teilbereiche 2-1, 2-2 und 2-3 von Röntgendetektoreinheit 22 und
jeder der fünf nebeneinander angeordneten Teilbereiche 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 und 3-5 von
Röntgendetektoreinheit 23 die Form eines in Bezug
auf die räumliche Lage der Rotationsachse z in radialer
Richtung nach außen gewölbten Rechtecks auf.Like the two illustrations III and IV 7 can also be seen, each of the three juxtaposed sub-areas 2-1 . 2-2 and 2-3 of x-ray detector unit 22 and each of the five juxtaposed subareas 3-1 . 3-2 . 3-3 . 3-4 and 3-5 of x-ray detector unit 23 the shape of a in relation to the spatial position of the rotation axis z in the radial direction outwardly curved rectangle.
Die
Wölbung der drei nebeneinander angeordneten Teilbereiche 2-1, 2-2 und 2-3 von
Röntgendetektoreinheit 22 entspricht dabei der
Krümmung eines Kreiszylinderabschnitts in der Mantelebene
eines imaginären geraden Kreiszylinders um die Röntgenquelle 27,
dessen Symmetrieachse zur Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 parallel verläuft.
In analoger Weise entspricht die Wölbung der fünf
nebeneinander angeordneten Teilbereiche 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 und 3-5 von
Röntgendetektoreinheit 23 der Krümmung
eines Kreiszylinderabschnitts in der Mantelebene eines imaginären
geraden Kreiszylinders um die Röntgenquelle 28,
dessen Symmetrieachse ebenfalls zur Rotationsachse z des Röntgendetektorsystems 24 parallel
verläuft.The curvature of the three adjacent sections 2-1 . 2-2 and 2-3 of x-ray detector unit 22 corresponds to the curvature of a circular cylinder section in the shell plane of an imaginary right circular cylinder about the X-ray source 27 , whose axis of symmetry to the rotation axis z of the X-ray detector system 24 runs parallel. In an analogous manner, the curvature corresponds to the five adjacent subregions 3-1 . 3-2 . 3-3 . 3-4 and 3-5 of x-ray detector unit 23 the curvature of a circular cylindrical portion in the shell plane of an imaginary right circular cylinder about the X-ray source 28 , whose axis of symmetry also to the rotation axis z of the X-ray detector system 24 runs parallel.
Wie
bei dem unter Bezugnahme auf 6 beschriebenen
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist Röntgendetektoreinheit 22 so
ausgelegt, dass der erste Teilbereich 2-1 ihrer Detektorfläche 8 als
erster Detektormessbereich 2-5 nutzbar ist, während
der Bereich der um die Teilbereiche 2-2 und 2-3 erweiterten
Detektorzeilen als zweiter Detektormessbereich 2-4 nutzbar
ist. Demgegenüber ist Röntgendetektoreinheit 23 so
ausgelegt, dass der erste Teilbereich 3-1 ihrer Detektorfläche 9 als
erster Detektormessbereich 3-7 nutzbar ist, während
der Bereich der um die vier Teilbereiche 3-2, 3-3, 3-4 und 3-5 erweiterten
Detektorzeilen als zweiter Detektormessbereich 3-6 in Verbindung
mit 4 nutzbar ist. Der vorgenannte zweite Detektormessbereich 2-4 von Röntgendetektoreinheit 22 und
der vorgenannte zweite Detektormessbereich 3-6 in Verbindung
mit 4 von Röntgendetektoreinheit 23 ermöglichen
dabei aufgrund ihrer großen Erstreckung senkrecht zur Rotationsachse
z des erfindungsgemäßen Röntgendetektorsystems 24 die
Untersuchung von Organen, die in ihrem Querschnitt parallel zur
Messebene eine verhältnismäßig große
Ausdehnung aufweisen.As with the reference to 6 described embodiment of the present invention is an X-ray detector unit 22 designed so that the first subarea 2-1 their detector surface 8th as the first detector measuring range 2-5 is usable while the area around the subregions 2-2 and 2-3 extended detector lines as a second detector measuring range 2-4 is usable. In contrast, X-ray detector unit 23 designed so that the first subarea 3-1 their detector surface 9 as the first detector measuring range 3-7 is usable while the area around the four subregions 3-2 . 3-3 . 3-4 and 3-5 extended detector lines as a second detector measuring range 3-6 combined with 4 is usable. The aforementioned second detector measuring range 2-4 of x-ray detector unit 22 and the aforementioned second detector measuring range 3-6 combined with 4 of x-ray detector unit 23 enable it due to its large extent perpendicular to the axis of rotation z of the X-ray detector system according to the invention 24 the investigation of organs which have a relatively large extent in their cross-section parallel to the measuring plane.
Ein
Vorteil des erfindungsgemäßen Zweistrahler-Volumen-CT-Röntgendetektorsystems
gegenüber einem herkömmlichen Einstrahler-CT-System
besteht in der vergrößerten Volumenab deckung pro
Detektorumlauf mittels computertomografischer Bildgebung darzustellender
Gewebebereiche und der infolgedessen verbesserten zeitlichen Auflösung der
im Rahmen dieses Bildgebungsprozesses akquirierten Bilddaten. Durch
die Verwendung eines solchen Zweistrahler-Volumen-CT-Röntgendetektorsystems
wird der CT-Scanvorgang sehr schnell, so dass sich Atem- und Bewegungsartefakte,
d. h. störende Aliasing-Effekte, die auf Atmungs- und Körperbewegungen
des Patienten zurückzuführen sind und die Bildqualität
beeinträchtigen, ganz vermeiden oder zumindest auf ein
im Rahmen der Untersuchung tolerierbares Maß reduzieren
lassen. Im Bereich der CT-Angiokardiografie zeigt sich der besondere
Nutzen einer Verwendung dieser Technologie insbesondere in der Möglichkeit
einer nahezu artefaktfreien kontrastmittelunterstützten
Darstellung des koronaren Gefäßsystems mit einer
extrem kurzen Belichtungszeit, da die erfindungsgemäße
Kombination zeitgleicher komplementärer Bilddatenströme
einer Anzahl von in Umlaufrichtung um einen bestimmten Winkelbetrag
gegeneinander versetzt angeordneten Röntgendetektoreinheiten
eine hohe zeitliche Auflösung gestattet.One
Advantage of the two-emitter volume CT X-ray detector system according to the invention
compared to a conventional single-beam CT system
consists in the increased volume cover per
Detector circulation to be displayed by means of computer tomographic imaging
Tissue areas and the resulting improved temporal resolution of the
image data acquired in the context of this imaging process. By
the use of such a dual-body volume CT X-ray detector system
the CT scan becomes very fast, causing respiratory and motion artifacts,
d. H. disturbing aliasing effects on respiratory and body movements
of the patient and image quality
impair, completely avoid or at least one
reduce the tolerable level during the examination
to let. In the field of CT angiocardiography, the special shows
Benefit of using this technology especially in the possibility
a nearly artifact-free contrast-enhanced
Presentation of the coronary vascular system with a
extremely short exposure time since the inventive
Combination of simultaneous complementary image data streams
a number of in the direction of rotation by a certain angle
offset from each other arranged X-ray detector units
a high temporal resolution allowed.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 19502574
C2 [0004] - DE 19502574 C2 [0004]