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Die
Erfindung betrifft insbesondere einen Strahlungswandler für radiologische
Strahlung, insbesondere Röntgen-
oder Gammastrahlung, mit einer Vielzahl in einer Detektionsebene
matrixartig aneinander gereihte Szintillationselemente.
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Die
Szintillationselemente sind aus einem Szintillationsmaterial hergestellt.
Durch Wechselwirkungsprozesse von Röntgen- oder Gammastrahlung mit dem Szintillationsmaterial
wird Szintillationslicht erzeugt. Das Szintillationslicht wiederum
kann mittels Photodetektionselementen, wie z. B. Photodioden, in elektrische
Signale gewandelt werden. Auf der Grundlage der elektrischen Signale
kann eine zwei- oder dreidimensionale Darstellung eines untersuchten
Objekts ermittelt werden. Eine aus Szintillationselement und einer
oder mehreren Photodioden ausgebildete Detektionszelle bildet in
der Regel einen einzelnen Bildpunkt, bzw. ein einzelnes Pixel, des Strahlungswandlers
aus.
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Szintillationselemente
aus z. B. Gadolinium-Oxisulfid-Keramiken
weisen, im Gegensatz zu beispielsweise Szintillationselementen aus
nadelförmigen
Cäsium-Jodid-Kristallen,
isotrope Ausbreitungseigenschaften für das Szintillationslicht auf.
Damit dennoch eine vorteilhafte Lichtausbeute erreicht werden kann,
ist es insbesondere bei Szintillationselementen, in welchen sich
das Szintillationslicht isotrop ausbreiten kann, beispielsweise
bekannt, an von den Photodioden abgewandten Seitenflächen der Szintillationselemente
Schichten aus rückstreuendem
Material vorzusehen.
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Jedoch
kann durch die rückstreuenden
Materialien nicht in ausreichendem Maße vermieden werden, dass das
in einem Szintillationselement erzeugte Szintillationslicht in benachbarte
Szintillationselemente gelangt, was auch unter der Bezeich nung ”Übersprechen” bekannt
ist. Durch das Übersprechen
wird die Ortsauflösung
des Strahlungswandlers maßgeblich
beeinträchtigt.
Die durch das Übersprechen
verursachte Beeinträchtigung
der Ortsauflösung
kann in gewissen Grenzen beispielsweise durch Hochpassfilterung
der Signale beschränkt
werden.
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Jedoch
ergeben sich bei dem vorgenannten Vorgehen weitere Beeinträchtigungen,
denn das Übersprechen
wirkt sich auch negativ auf den Rauschanteil in den elektrischen
Signalen aus, was durch die Hochpassfilterung noch verstärkt wird.
Die negativen, rauschbedingten Auswirkungen werden umso bedeutender,
je kleiner – dem
Trend der technologischen Entwicklung folgend – die Größe der Pixel wird.
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Da
durch dickere Rückstreuschichten
die rückstreuende
Wirkung verbessert werden kann, könnte das Übersprechen zwar entsprechend
verringert werden. Allerdings wird durch dickere Rückstreuschichten
die Quanteneffizienz für
den Nachweis der Strahlung herabgesetzt. Aufgrund dessen wird bei
den bekanten Strahlungswandlern ein Kompromiss zwischen Detektionseffizienz
und Übersprechen
gewählt,
und eine gewisse Rauschkorrelation zwischen Signalen benachbarter
Pixel in Kauf genommen. Dabei ist es nicht unüblich, dass lediglich ca. 30%
des gesamten, erzeugen Szintillationslichts durch die Photodioden
erfasst werden, etwa 40% durch Absorptionsverluste im Szintillationsmaterial verloren
gehen, und der verbleibende Anteil von ca. 30% durch Übersprechen
in Nachbarpixel gelangt. Der vergleichweise hohe, auf das Übersprechen
fallende Anteil führt
zu nicht unerheblichen Beeinträchtigungen,
wie vorab beschrieben.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu
beseitigen. Es soll insbesondere ein Strahlungswandler der eingangs genannten
Art bereitgestellt werden, welcher eine vergleichsweise hohe Quanteneffizienz
bei gleichzeitig deutlich reduziertem Übersprechen ermöglicht.
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Ferner
sollen ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Strahlungswandlers,
ein Strahlungsdetektor und eine Tomografieeinrichtung angegeben werden.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen
der abhängigen
Ansprüche.
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Ein
erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Strahlungswandler für radiologische
Strahlung, insbesondere Röntgen- oder Gammastrahlung.
Der Strahlungswandler umfasst eine Vielzahl in einer Detektionsebene
aneinander gereihte Szintillationselemente. Die Szintillationselemente
sind vorzugsweise matrixartig aneinander gereiht, wobei in einer
solchen Anordnung jedes Szintillationselement oder eine Gruppe von
mehreren Szintillationselementen einen Bildpunkt, bzw. ein Pixel,
des Strahlungswandlers ausbilden können.
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Die
Szintillationselemente sind in einer Richtung parallel zur Detektionsebene
durch Trennsepten oder durch ein zusammenhängendes Trennseptengitter voneinander
getrennt. Die Trennsepten oder das Trennseptengitter weisen/t in
einer Richtung parallel zur Detektionsebene einen Schichtaufbau
auf. Dabei soll unter dem Begriff Schichtaufbau verstanden werden,
dass die Trennsepten oder das Trennseptengitter mehrere, zumindest
jedoch zwei, voneinander verschiedene Schichten aufweisen/t. Dabei
soll jedoch nicht ausgeschlossen sein, dass zwei oder mehrere der
Schichten aus gleichen oder funktionsgleichen Materialien hergestellt
sind.
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Der
Schichtaufbau umfasst zumindest zwei Rückstreuschichten, zwischen
welchen zumindest eine für
die Strahlung, für
Streustrahlung und/oder Szintillationslicht im Wesentlichen opake
Absorberschicht angeordnet ist. Unter Streustrahlung wird eine aus
der radiologischen Strahlung durch Wechselwirkungsprozesse, z. B.
durch Streuprozesse im Szintillationselement, verursachte Sekundärstrahlung
verstanden.
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Insoweit
kann in einer Richtung parallel zur Detektionsebene die folgende
Abfolge erreicht werden: Szintillationselement – Rückstreuschicht – Absorberschicht – Rückstreuschicht – Szintillationselement.
Bei dieser Abfolge sind die Rückstreuschichten den
Szintillationselementen zugewandt. Die Rückstreuschichten können auf
die Absorberschicht beispielsweise durch Belacken, Bedampfen, Sprühen und/oder
Tauchen aufgebracht werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es insbesondere,
wenn beiderseits der Absorberschicht jeweils mehrere Rückstreuschichten
angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Rückstreueffizienz verbessert
werden. D. h. der Verlust an Szintillationslicht kann reduziert
werden.
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Bei
geeigneter Wahl der Rückstreuschichten kann
das durch Quantenabsorptionsprozesse im Szintillationselement erzeugte
Szintillationslicht an der Grenzfläche der Szintillationselemente
optimal in das jeweilige Szintillationselement zurückgestreut werden,
wodurch eine erhöhte
Ausbeute an Szintillationslicht erreicht werden kann.
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Allerdings
sind die Rückstreuschichten
als solche in der Regel zu einem gewissen Grad durchlässig für Szintillationslicht.
Infolgedessen würde nicht
das gesamte, auf die Rückstreuschichten
treffende Szintillationslicht rückgestreut,
so dass Szintillationslicht die Rückstreuschichten in Alleinstellung durchdringen
und in benachbarte Szintillationselemente gelangen könnte.
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Ferner
sind die Rückstreuschichten
in der Regel durchlässig
für die
radiologische Strahlung und Streustrahlung. Das bedeutet, dass die
Strahlung oder Streustrahlung die Rückstreuschichten in Alleinstellung
durchdringen und Szintillationslicht in benachbarten Szintillationselementen
erzeugen könnte.
Es kann also auch hier von einem Übersprechen zwischen benachbarten
Szintillationselementen gesprochen werden. Im Folgenden wird der
Begriff Übersprechen
deswegen im verallgemeinerten Sinne sowohl für das optische Übersprechen
als auch für das Übersprechen
von Strahlung bzw. der Streustrahlung verwendet.
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Indem
erfindungsgemäß zwischen
den Rückstreuschichten
die für
die Strahlung, die Streustrahlung und/oder das Szintillationslicht
im Wesentlichen opake Absorberschicht angeordnet ist kann das Übersprechen
zumindest weitgehend unterdrückt,
unter Umständen
sogar vermieden werden. Damit kann eine gegenseitige Beeinflussung
und Korrelation der Szintillationselemente reduziert werden, einhergehend
mit einer Verbesserung des Auflösungsvermögens.
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Die
Formulierung ”im
Wesentlichen opak für die
Strahlung und/oder das Szintillationslicht” soll dabei bedeuten, dass
die Strahlung, die Streustrahlung, und/oder das Szintillationslicht
zumindest so weit absorbiert werden können/kann, d. h. dass das Übersprechen
so weit verringert werden kann, dass eine gegenseitige Beeinflussung
benachbarter Szintillationselemente auf ein vernachlässigbares
Maß reduziert
wird.
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Die
Absorberschicht kann aus einem beliebigen, jeweiligen Opazitätserfordernissen
gerecht werdendem Material hergestellt sein. Zur Vermeidung des
optischen Übersprechens
kann die Absorberschicht beispielsweise eine für Szintillationslicht im Wesentlichen
opake Kunststoffschicht umfassen. Auch andere Materialien wie Metalle
und Kombinationen derselben mit z. B. Kunststoffen sind denkbar.
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Die
jeweils erforderliche Opazität
kann beispielsweise auch dadurch erreicht und/oder zusätzlich verbessert
werden, dass die Absorberschicht mit einer strahlungs-, streustrahlungs- und/oder szintillationslichtabsorbierenden
Beschichtung beschichtet ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit,
die Absorberschicht mit strahlungs-, streustrahlungs- und/oder szintillationslichtabsorbierenden
Partikeln zu füllen.
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Alternativ
oder zusätzlich
ist es auch denkbar, dass die Kunststoffschicht mit strahlungs- und/oder
szintillationslichtabsorbierenden Partikeln gefüllt ist.
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Besonders
gute Rückstreueigenschaften können erreicht
werden, wenn die Rückstreuschicht ein
Titanoxid oder ein Titanoxid-Gemisch
umfassendes Material verwendet wird.
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Die
beiden Rückstreuschichten
können
beispielsweise eine Dicke im Bereich von 1 μm bis 100 μm aufweisen. Die Absorberschicht
kann eine Dicke im Bereich von 1 μm
bis 300 μm
aufweisen. Bei geeigneter Wahl der Dicken der Rückstreu- und Absorberschichten
in den angegebenen Bereichen kann bei gleichzeitig hoher Quanteneffizienz
und hohem Füllfaktor
das Übersprechen
effektiv unterdrückt
werden.
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Zur
weiteren Verbesserung der Rückstreuung
ist es möglich,
dass auf eine parallel zur Detektionsebene verlaufende Seitenfläche des
Strahlungswandlers bzw. der Szintillationselemente zumindest eine
weitere Rückstreuschicht
aufgebracht ist. Es versteht sich, dass die vorgenannte Seitenfläche von derjenigen
Seitenfläche
des Szintillationselements verschieden ist, auf welcher zur Erfassung
des Szintillationslichts ein Photodetektionselement angebracht werden
soll.
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Ein
zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Strahlungsdetektor zur
Detektion radiologischer Strahlung, insbesondere Röntgen- oder
Gammastrahlung, umfassend zumindest einen Strahlungswandler nach
dem ersten Aspekt der Erfindung.
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Ein
dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Tomografieeinrichtung,
insbesondere eine Computertomografieeinrichtung, mit zumindest einem
Strahlungsdetektor nach dem zweiten Aspekt der Erfindung.
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Wegen
Vorteilen und vorteilhaften Wirkungen des zweiten und dritten Aspekts
der Erfindung wird auf die Ausführungen
zum ersten Aspekt der Erfindung verwiesen.
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Ein
vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren
für einen
Strahlungswandler nach dem ersten Aspekt der Erfindung. Das Herstellungsverfahren
umfasst folgende Schritte:
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- a) Herstellen der Trennsepten oder des Trennseptengitters
durch Herstellen oder Bereitstellen der Absorberschichten bzw. eines
Absorberschichtgitters und Aufbringen der Rückstreuschichten auf Szintillationselement
zugewandte Flächen
der Absorberschichten bzw. des Absorberschichtgitters; und
- b1) Herstellen oder Bereitstellen einer aus Szintillationsmaterial
hergestellten Szintillationsschicht, welche zwischen benachbarten
Szintillationselementen zum Einsetzen der Trennsepten bzw. des Trennseptengitters
ausgebildete Vertiefungen aufweist, und Einsetzen der Trennsepten
oder des Trennseptengitters in die Vertiefungen; oder
- b2) Verfüllen
von Gittermaschen des Trennseptengitters mit dem Szintillationsmaterial.
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Mit
dem Herstellungsverfahren kann der erfindungsgemäße Strahlungswandler in einfacher
und kostengünstiger
Weise hergestellt werden.
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Je
nach Art des verwendeten Szintillationsmaterials ergeben sich verschiedene
Möglichkeiten für das Verfüllen im
Schritt b2). Falls einzelne Szintillationselemente, beispielsweise
in quaderderartiger Form vorliegen, können die Szintillationselemente
in die Gittermaschen eingesetzt werden.
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Es
ist auch möglich,
ein zumindest während des
Verfüllens
in einem fließfähigen Zustand
befindliches Szintillationsmaterial in die Gittermaschen einzubringen.
Nach Verfüllen
kann das fließfähige Szintillationsmaterial
ausgehärtet
werden.
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Ferner
ist es möglich
ein zumindest während des
Verfüllens
in einem pulverartigen Zustand befindliches Szintillationsmaterial
in die Gittermaschen einzubringen. Nach Verfüllen kann das pulverartige Szintillationsmaterial
bei Bedarf verdichtet, z. B. gerüttelt
oder gepresst, werden.
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Sofern
zwischen Trennsepten bzw. Trennseptengitter und Szintillationselementen
bzw. Szintillationsmaterial Freiräume verbleiben, können diese
u. a. zur Verbesserung der Rückstreuung
mit einem Verbundmaterial, beispielsweise mit einem Verbundklebstoff,
verfüllt
werden.
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Damit
eine verbesserte Rückstreuung
des Szintillationslichts, bzw. ein verbesserter Austritt von Szintillationslicht
an parallel zur Detektionsebene verlaufenden Seitenflächen des
Strahlungswandlers erreicht werden kann, können jeweilige Seitenflächen, beispielsweise
durch Polieren oder Schleifen, planarisiert werden.
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Insbesondere
nach dem Planarisieren können
auf eine parallel zur Detektionsebene verlaufende erste Seitenfläche des
Strahlungswandlers zur Erfassung von Szintillationslicht ausgebildete
Photodetektionselemente, vorzugsweise mittels eines Klebstoffs,
angebracht werden. Zur Steigerung der Ausbeute an Szintillationslicht
kann auf eine der ersten Seitenfläche gegenüberliegende, d. h. von der
ersten Seitenfläche
abgewandte, zweite Seitenfläche
des Strahlungswandlers, vorzugsweise nach Planarisieren derselben,
eine weitere Rückstreuschicht
aufgebracht werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 schematisch
eine Röntgen-Computertomografieeinrichtung
als Beispiel einer erfindungsgemäßen Tomografieeinrichtung;
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2 einen
Abschnitt eines Strahlungswandlers nach dem ersten Aspekt der Erfindung;
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3 eine
Schnittdarstellung des Abschnitts des Strahlungswandlers der 2.
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In
den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente durchwegs
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Darstellungen in den
Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu und Maßstäbe zwischen
den Figuren können
variieren. Ohne Beschränkung
der Allgemeinheit wird die Erfindung nachfolgend anhand der Röntgen-Computertomografie
beschrieben.
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1 zeigt
schematisch eine Röntgen-Computertomografieeinrichtung 1,
umfassend einen Patientenlagerungstisch 2 zur Lagerung
eines zu untersuchenden Patienten 3. Die Röntgen-Computertomografieeinrichtung 1 umfasst
ferner eine Gantry 4, mit einem um eine Systemachse 5 in
Azimutalrichtung φ drehbar
gelagerten Röhren-Detektor-System. Das
Röhren-Detektor-System
wiederum umfasst eine Röntgenröhre 6 und
einen dieser gegenüber
liegend angeordneten Röntgendetektor 7.
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Im
Betrieb des Röntgen-Computertomografiegeräts 1 geht
von der Röntgenröhre 6 Röntgenstrahlung 8 in
Richtung des Röntgendetektors 7 aus und
wird mittels des Röntgendetektors 7 erfasst.
Zur Erfassung der Röntgenstrahlung 8 weist
der Röntgendetektor 7 mehrere
Strahlungsdetektormodule 9 auf.
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Jedes
der Strahlungsdetektormodule 9 umfasst zumindest einen
Strahlungswandler. In 2 ist in perspektivischer, teils
aufgebrochener Darstellung ein Abschnitt eines Strahlungswandlers
gezeigt, welcher in seiner Gesamtheit mit Bezugszeichen 10 bezeichnet
ist.
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Der
Strahlungswandler 10 umfasst eine Vielzahl an Szintillationselementen 11,
von welchen in 2 lediglich vier dargestellt
sind. Die Szintillationselemente 11 sind in einer Detektionsebene,
welche in der Darstellung senkrecht zur ein fallenden Röntgenstrahlung 8 verläuft, matrixartig
aneinander gereiht. Ohne Beschränkung
der Allgemeinheit ist jedes Szintillationselement 11 Bestandteil
eines Bildpunkts bzw. Pixels.
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Die
Szintillationselemente 11 sind in einer Richtung parallel
zur Detektionsebene durch ein Trennseptengitter 12 voneinander
getrennt. Das Trennseptengitter 12 ist in der vorliegenden
Ausgestaltung als zusammenhängendes
Gitter ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Szintillationselemente 11 durch
einzelne, in einer oder in zwei Richtungen parallel zur Detektionsebene
verlaufende Trennsepten voneinander getrennt sind. Es wird darauf
hingewiesen, dass auch eine Kombination aus Trennseptengitter 12 und
einzelnen Trennsepten möglich
ist, die jeweils beispielsweise lediglich abschnittsweise vorgesehen
sind. Auf eine ausführliche Darstellung
einzelner Trennsepten wird verzichtet, wobei nachfolgende Ausführungen
betreffend den Aufbau des Trennseptengitters 12 entsprechend
für einzelne
Trennsepten gelten.
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Das
Trennseptengitter 12 weist einen in 2 nicht
näher dargestellten
Schichtaufbau auf. Der Schichtaufbau ist in 3, welche
eine Schnittdarstellung des Abschnitts des Strahlungswandlers 10 der 2 zeigt,
näher dargestellt.
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Das
Trennseptengitter 12 weist einen Schichtaufbau auf, bei
welchem zwischen zwei Rückstreuschichten 13 eine
Absorberschicht 14 angeordnet ist.
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Die
Funktion des Strahlungswandlers mit Rückstreuschichten 13 und
Absorberschicht 14 ist wie folgt:
Durch Absorptionsprozesse
der Röntgenstrahlung 8 im
Szintillationselement 11 wird Szintillationslicht 15 erzeugt,
welches sich im Szintillationselement 11 im Wesentlichen
in beliebige Richtungen, d. h. isotrop, ausbreiten kann. So kann
sich das Szintillationslicht 15, bezüglich der Darstellung der 3,
nach oben, unten und nach links, nach rechts, usw. ausbreiten. Ohne
weitere Maßnahmen
könnte
das Szintillationslicht 15 also an allen Seitenflächen eines
Szintillationselements 11 austreten.
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Ein
Austritt des Szintillationslichts 15 ist jedoch lediglich
an jener Seitenfläche
erwünscht,
an welcher ein zur Erfassung des Szintillationslichts 15 ausgebildetes
Photodetektionselement 16 angebracht ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit
ist in 3 lediglich ein Photodetektionselement 16 dargestellt.
Das Photodetektionselement 16 ist an einer oberen Seitenfläche des
Szintillationselements 11 angebracht, d. h. dem Szintillationselement 11 vorgeschaltet.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Photodetektionselement bei
bestimmungsgemäßem Gebrauch
des Strahlungswandlers 10 auch dem Szintillationselement 11 nachgeschaltet
sein kann, worauf jedoch nicht näher
eingegangen wird.
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An
den senkrecht zur Detektionsebene verlaufenden Seitenflächen, im
vorliegenden fall parallel zur einfallenden Röntgenstrahlung 8,
bewirken die Rückstreuschichten 13 eine
Rückstreuung
des Szintillationslichts 15. Dadurch kann zumindest die
Wahrscheinlichkeit erhöht
werden, dass das in einem Szintillationselement 11 erzeugte
Szintillationslicht 15 von dem dem Szintillationselement 11 zugeordneten
Photodetektionselement 16 erfasst wird. Damit einhergehend
kann die Quanteneffizienz des Strahlungswandlers verbessert werden.
In ähnlicher
Weise wirkt eine auf der unteren Seitenfläche der Szintillationselemente 11 angebrachte,
weitere Rückstreuschicht 17,
welche im vorliegenden Beispiel als durchgehende Rückstreuschicht
ausgebildet ist. Die weitere Rückstreuschicht
kann – muss
jedoch nicht – einen
zu den Rückstreuschichten 14 analogen Schichtaufbau
aufweisen.
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Durch
die Rückstreuschichten 14 kann
also insbesondere zumindest die Wahrscheinlichkeit verringert werden,
dass das in einem Szintillationselement 11 erzeugte Szintillationslicht 15 in
ein benachbartes Szintillationselement 11 gelangt und von
dem dem benachbarten Szintillationselement 11 zugeordne ten
Photodetektionselement 16 erfasst wird. Letzteres ist,
wie bereits erwähnt,
auch unter der Bezeichnung Übersprechen
bekannt. Durch Übersprechen
wird nicht nur die Ortsauflösung
des Strahlungswandlers 10 erheblich beeinträchtigt,
sondern es wird auch zusätzliches
Rauschen erzeugt, das der Qualität
der aus Signalen der Photodetektionselemente 16 erzeugten
Bilder abträglich
ist.
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Durch
Reduktion des Übersprechens
und Steigerung der Quanteneffizienz kann insbesondere die Bildqualität verbessert
werden. Die Möglichkeit zur
Verbesserung der Bildqualität
kann auch dahingehend ausgenutzt werden, dass die zur Erstellung eines
Bilds zu applizierende Patientendosis geringer ausfallen kann.
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Rückstreuschichten
zwischen den Szintillationselementen 11 werden bei den
aus dem Stand der Technik bekannten Strahlungswandlern zu den vorgenannten
Zwecken bereits eingesetzt. Jedoch kann damit das Übersprechen
nur unzulänglich
unterdrückt
werden. Die Rückstreuschichten
sind in der Regel in gewissem Maße durchlässig für Szintillationslicht 15.
Hinzu kommt, dass die Dicke der Rückstreuschichten im Hinblick
auf einen möglichst
hohen Füllfaktor
nicht beliebig groß gewählt werden
kann. Daraus ergibt sich eine nicht zu vernachlässigende gegenseitige Beeinflussung
benachbarter Pixel was insbesondere hinsichtlich der technologisch
bedingten Verkleinerung der Pixel einen gravierenden Nachteil mit
sich bringt.
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Diese
Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch
zumindest weitestgehend unterdrückt,
dass zwischen den Rückstreuschichten 13 eine
Absorberschicht 14 angeordnet ist. Die Absorberschicht 14 ist zumindest
für das
Szintillationslicht 15 im Wesentlichen opak. Im Wesentlichen
opak soll dabei bedeuten, dass die gegenseitige Beeinflussung benachbarter
Pixel vernachlässigbar
wird.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass sich eine gegenseitige Beeinflussung
benachbarter Pixel, was zu einer Korrelation der jeweiligen Signale
führt,
auch dadurch ergeben kann, dass durch Wechselwirkungsprozesse der
Röntgenstrahlung 8 mit
dem Szintillationsmaterial der Szintillationselemente 11 erzeugte
Streustrahlung, oder Röntgenstrahlung selbst,
in benachbarte Szintillationselemente 11 gelangt und dort
Szintillationslicht 15 erzeugt. Damit auch solche Prozesse,
welche im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls vom Begriff Übersprechen
erfasst sein sollen, zumindest weitgehend unterdrückt werden
können,
ist es möglich,
dass die Absorberschicht 14 des Weiteren im Wesentlichen
opak für
die Röntgenstrahlung 8 oder
die durch die Röntgenstrahlung 8 erzeugte
Streustrahlung ist.
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Durch
den Schichtaufbau kann ein minimaler Verlust an Szintillationslicht 15 erreicht
werden, wobei gleichzeitig eine vorteilhafte Ortsauflösung und ein
verbessertes Rauschverhalten erzielt werden können. Letzteres bedeutet insbesondere,
dass, gegenüber
herkömmlichen
Strahlungswandlern, die Modulationsübertragungsfunktion und das
Rauschübertragungsspektrum
des Strahlungswandlers maßgeblich
verbessert werden können.
Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Strahlungswandlers erzeugte
tomografische Bilder zeigen daher insbesondere ein vergleichsweise
geringeres Rauschen. Geringeres Rauschen wiederum bedeutet beispielsweise
eine verbesserte Diagnostizierbarkeit vergleichsweise kleiner Abnormalitäten, z.
B. eines Körpergewebe
und dgl..
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Besonders
einfach und kostengünstig
hergestellt werden kann das Trennseptengitter 12, wenn die
Absorberschicht eine im Wesentlichen opake Kunststoffschicht umfasst.
Beispielsweise kann zunächst
ein Absorberschichtgitter aus Kunststoff, beispielsweise durch Spritzgussverfahren,
hergestellt werden, auf welches anschließend die Rückstreuschichten 13 aufgebracht
werden. Die Rückstreuschichten 13 können beispielsweise
durch Belacken, Bedampfen, Tauchen und/oder Sprühen aufgebracht werden. Die
Rückstreuschichten 13 können Dicken zwischen
1 μm und
100 μm aufweisen;
und die Dicke der Absorberschicht 14 kann zwischen 1 μm und 300 μm liegen.
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Zur
weiteren Verbesserung der Absorptionseigenschaften der Absorberschicht 14 – sei es
für Szintillationslicht 15,
Röntgenstrahlung 8 oder
Streustrahlung – können der
Absorberschicht 14 Partikel mit entsprechendem Absorptionsverhalten
beigesetzt sein.
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Für die Rückstreuschichten 13 kann
eine besonders vorteilhafte Rückstreuung
von Szintillationslicht 15 erreicht werden, wenn diese
ein Titanoxid oder ein Titanoxid umfassendes Gemisch umfassen.
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Zur
Herstellung des Strahlungswandlers 10 gibt es verschiedene
Möglichkeiten.
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So
kann beispielsweise eine Szintillationsschicht hergestellt werden,
in welche Vertiefungen, beispielsweise durch Sägen oder andere Verfahren, eingebracht
werden. In die Vertiefungen kann/können ein zuvor hergestelltes
Trennseptengitter 12 oder einzelne Trennsepten eingesetzt
werden.
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Es
ist auch möglich,
dass das Trennseptengitter 12 mit Szintillationsmaterial
verfüllt
wird. Zur Verfüllung
gibt es wiederum verschiedene Möglichkeiten.
Eine erste Möglichkeit
besteht darin, einzelne Szintillationselemente 11, beispielsweise
einzelne Szintillationselemente 11 in Quader- der Würfelform in
Gittermaschen des Trennseptengitters 12 einzusetzen. In
diesem Fall wird das Trennseptengitter 12 nach dessen Herstellung
mit einzelnen, vorgefertigten Szintillationselementen 11 bestückt. Eine
zweite und dritte Möglichkeit
besteht darin, die Gittermaschen des Trennseptengitters 12 mit
einem fließfähigen bzw.
pulverartigen Szintillationsmaterial zu verfüllen. Dabei kann das Szintillationsmaterial
nach Verfüllen
ausgehärtet
bzw. verdichtet, z. B. gepresst oder gerüttelt, werden.
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Nach
dem Verfüllen
bzw. Einsetzen verbleibende Freiräume zwischen Trennseptengitter 12 und Szintillationsmaterial
können zur
Vermeidung von Streuzentren und Rückstreuverlusten beispielsweise mit
Verbundklebstoff verfüllt
werden.
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Zur
Weiteren Verbesserung der Rückstreuung,
insbesondere der Rückstreuung
der weiteren Rückstreuschicht,
und zur Vermeidung von Streuverlusten beim Übergang des Szintillationslichts 15 vom Szintillationselement 11 zum
Photodetektionselement 16 können beispielsweise die parallel
zur Detektionsebene verlaufen Seitenflächen der Szintillationselemente 11 planarisiert
sein/werden. Analog können
auch weitere Seitenflächen
der Szintillationselemente 11 planarisiert sein, sofern
von der oben genannten ersten Möglichkeit
Gebrauch gemacht wird.
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Insgesamt
ergeben sich mit dem erfindungsgemäßen Strahlungswandler 10 mehrere
Vorteile, wie z. B. eine Verbesserung der Modulationsübertragungsfunktion
und des Rauschübertragungsspektrums.
Mit dem vorgeschlagenen Herstellungsverfahren kann der Strahlungswandler 10 besonders
effektiv und kostengünstig
hergestellt werden.
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Es
wird also deutlich, dass die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe
gelöst
wird.