DE102008061486A1 - Detector module for x-ray- and gamma radiations, has scattered beam grid including separation strips absorbing scattered beams and provided with swelling for surface of detector body, where swelling is wider than width of intermediate space - Google Patents

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Abstract

The module (1) has a detector body with detection regions (2) that are parallely arranged in single- or multi-lines and separated from each other by an intermediate space (3). A scattered beam grid has separation strips absorbing a sequence of scattered beams and arranged on a surface of the detector body over the intermediate space. The separation strips have a swelling for the surface of the detector body, where the swelling is wider than a width of the intermediate space. The detector body has a scintillator array formed from a plastic material.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Detektormodul für Röntgen- oder Gammastrahlung das einen Detektorkörper mit Detektionsbereichen, die ein- oder mehrzeilig nebeneinander angeordnet und durch Zwischenräume voneinander getrennt sind, und einen Streustrahlenraster aus einer Folge von Streustrahlung absorbierenden Trennstreifen aufweist, die über den Zwischenräumen auf einer Oberfläche des Detektorkörpers angeordnet sind.The The present invention relates to a detector module for X-ray or Gamma radiation that has a detector body with detection areas, the one or more lines next to each other and arranged by interspaces are separated, and a scattered radiation grid of a series of scattered radiation having absorbent parting strips which over the interstices a surface of the detector body are arranged.

Detektormodule für Röntgen- oder Gammastrahlung weisen in der Regel eine ein- oder mehrzeilige Anordnung von Detektionsbereichen auf, von denen jeder Detektionsbereich beim Einsatz des Detektormoduls ein Messsignal für einen Bildpunkt oder ein Pixel eines Röntgenbildes liefert. Für den Nachweis der Röntgen- oder Gammastrahlung ist es häufig erforderlich, die einfallende Strahlung durch Zwischenschaltung eines Szintillators in Strahlung im sichtbaren oder infraroten Wellenlängenbereich umzuwandeln, die dann mit Hilfe kostengünstig verfügbarer Photodetektoren erfasst werden kann. Die Szintillatoren sind entsprechend der ein- oder mehrzeiligen Anordnung der Detektionsbereiche unterteilt. So kann der Szintillator bspw. aus einem Kunststoffformteil mit nebeneinander angeordneten Aufnahmekammern gebildet sein, die mit dem Szintillatormaterial verfüllt sind. Auf der Eintrittsseite für die Röntgen- oder Gammastrahlung wird dann der Streustrahlenraster angebracht. Auf der Ausgangsseite für die durch den Szintillator erzeugte Sekundärstrahlung im sichtbaren oder infraroten Wellenlängenbereich werden geeignete Photodetektoren angekoppelt.detector modules for X-ray or Gamma radiation usually have a single or multi-line arrangement of detection areas, each of which detection area when Use of the detector module, a measurement signal for a pixel or a pixel an x-ray picture supplies. For the proof of X-ray or gamma radiation is common required, the incident radiation through interposition a scintillator in radiation in the visible or infrared wavelength range which is then captured using inexpensive photodetectors can be. The scintillators are according to the one or subdivided multi-line arrangement of the detection areas. So can the Scintillator example. From a plastic molding with side by side arranged receiving chambers formed with the scintillator material are filled. On the entrance side for the X-ray or gamma radiation is then attached to the anti-scatter grid. On the output side for the secondary radiation generated by the scintillator in the visible or infrared wavelength range suitable photodetectors are coupled.

Bei Untersuchungen mit Röntgen- oder Gammastrahlung tritt beim Durchgang der Messstrahlung durch das zu untersuchende Objekt auch unerwünschte Streustrahlung auf, die das Bilder gebnis verschlechtert. Diese Streustrahlung trifft unter einem anderen Winkel als die Messstrahlung auf das Detektormodul auf, so dass sie durch Einsatz eines Streustrahlenrasters zu einem großen Teil am Auftreffen auf die Detektionsbereiche gehindert werden kann. Hierzu wird auf der Strahleneintrittsseite eines entsprechend pixelierten Szintillators bzw. eines Szintillatorarrays eine Folge von Röntgen- oder Gammastrahlung stark absorbierender, dünner Bleche aus Blei, Wolfram oder ähnlichen Materialien mit einer geeignet hohen Ordnungszahl angeordnet. Die Schwierigkeit liegt hierbei in der genauen Positionierung der Bleche in den Zwischenräumen zwischen den Detektionsbereichen, um eine Abschattung der Detektionsbereiche zu vermeiden. Eine fehlerhafte Positionierung wie auch zeitliche Änderungen der Positionen dieser Bleche oder deren Verkippung können zu Bildartefakten führen, die sich nachträglich nicht mehr korrigieren lassen.at Investigations with X-ray or gamma radiation occurs during the passage of the measuring radiation the object to be examined also has unwanted scattered radiation, which worsens the picture result. This scattered radiation hits at a different angle than the measuring radiation to the detector module so that they become one by using a scattered radiation grid huge Part can be prevented from hitting the detection areas. For this purpose, a corresponding pixelized on the beam entrance side Scintillator or a scintillator array a series of X-rays or gamma rays highly absorbent, thinner Sheets of lead, tungsten or similar Materials arranged with a suitably high atomic number. The difficulty This lies in the exact positioning of the sheets in the spaces between the Detection areas to a shading of the detection areas to avoid. An incorrect positioning as well as temporal changes The positions of these sheets or their tilting can Lead image artifacts, which is not later to correct more.

Bisher wird die Breite der Zwischenräume zwischen den einzelnen Detektionsbereichen größer als die Dicke der Bleche gewählt, um eine Abschattung der Detektionsbereiche durch die Bleche zu vermeiden. Die genaue Positionierung der Bleche über den Zwischenräumen wird durch sehr enge Toleranzen der Bauteilabmessungen und der Fertigungsprozesse erreicht. Dies hat jedoch auch zur Folge, dass einerseits durch hohe Bauteilkosten und andererseits aufgrund des möglichen höheren Fertigungsausschusses der Gesamtprozess der Montage des Streustrahlenrasters sehr kostenintensiv ist. Weiterhin besteht die Gefahr, dass durch die Zwischenräume zwischen den Detektionsbereichen Röntgenstrahlung auf darunter liegende elektronische Bauteile gelangen und diese schädigen kann.So far is the width of the spaces between the individual detection areas larger than the thickness of the sheets selected to avoid shading of the detection areas by the sheets. The exact positioning of the sheets over the interstices will through very tight tolerances of component dimensions and manufacturing processes reached. However, this also has the consequence that on the one hand by high component costs and on the other hand due to the possible higher Production Committee the overall process of assembly of the anti-scatter grid very expensive. Furthermore, there is a risk that by the gaps between the detection areas X-radiation on underneath can get lying electronic components and damage them.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Detektormodul für Röntgen- oder Gammastrahlung bereitzustellen, das eine kostengünstigere Montage des Streustrahlenrasters ermöglicht und geringere Probleme beim Betrieb des Detektormoduls bereitet.The The object of the present invention is a detector module for X-ray or gamma radiation to provide a cheaper installation of the anti-scatter grid allows and causes less problems in the operation of the detector module.

Die Aufgabe wird mit dem Detektormodul gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Detektormoduls sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.The Task is solved with the detector module according to claim 1. advantageous Embodiments of the detector module are the subject of the dependent claims or can be the following description and the embodiments remove.

Das vorgeschlagene Detektormodul für Röntgen- oder Gammastrahlung weist einen Detektorkörper mit Detektionsbereichen auf, die ein- oder mehrzeilig nebeneinander angeordnet und durch Zwischenräume voneinander getrennt sind, sowie einen Streustrahlenraster aus einer Folge von Streustrahlung absorbierenden Trennstreifen, die über den Zwischenräumen auf einer Oberfläche des Detektorarrays angeordnet sind. Bei dem vorgeschlagenen Detektormodul weisen die Trennstreifen zur Oberfläche des Detektorkörpers hin eine Verdickung auf, die breiter ist als die Breite der Zwischenräume.The proposed detector module for X-ray or Gamma radiation has a detector body with detection areas on, the one or more lines next to each other and arranged by interspaces are separated, and a anti-scatter grid from a series of Scatter radiation absorbing separating strips that over the spaces on a surface of the detector array are arranged. In the proposed detector module the separating strips point towards the surface of the detector body a thickening that is wider than the width of the gaps.

Durch diese Verdickung erhalten die Trennstreifen eine Art Fuß, der den Zwischenraum zwischen den Detektionsbereichen vollständig überdeckt. Ein leichtes Verkippen der Trennstreifen bei der Montage führt nun nicht mehr zu einer Änderung der Abschattung auf den Detektionsbereichen, da der Schatten bei leichter Verkippung auf den verdickten Bereich des Trennstreifens fällt. Da dieser verdickte Bereich breiter ist als der Zwischenraum zwischen den Detektionsbereichen, führt auch eine leichte Verschiebung des Streustrahlenrasters bzw. eine leicht ungenaue Montage auch nicht zu einer Änderung der Abschattung. Die Verdickung der Trennstreifen führt auch zu einer erhöhten Stabilität und reduziert die Gefahr eines Durchbiegens der Trennstreifen bei Temperaturerhöhung. Dadurch verringert sich die Gefahr von Bildartefakten durch zeitliche Änderungen der Form und Position der Trennstreifen des Streustrahlenrasters während des Einsatzes des Detektormoduls. Weiterhin werden dadurch Elektronikkomponenten, die unterhalb der Zwischenräume angeordnet sind, vollständig von der Strahlung abgeschirmt, die bei der bisherigen Bauweise an den Blechen vorbei noch durch die Zwischenräume fallen konnte.Due to this thickening, the separating strips receive a kind of foot which completely covers the intermediate space between the detection areas. A slight tilting of the separating strips during assembly now no longer leads to a change in the shading on the detection areas, since the shadow falls with slight tilting on the thickened area of the separating strip. Since this thickened area is wider than the gap between the detection areas, even a slight shift of the anti-scatter grid or a slightly inaccurate assembly also does not lead to a change in the shading. The thickening of the separating strips also leads to increased stability and reduces the risk of bending of the separating strips when the temperature increases. This ver reduces the risk of image artifacts by temporal changes in the shape and position of the separation strips of the anti-scatter grid during the use of the detector module. Furthermore, this electronics components that are located below the interstices, completely shielded from the radiation that could fall past the sheets in the previous design still through the interstices.

Gegenüber der bisherigen Bauweise können die Zwischenräume zwischen den Detektionsbereichen kleiner gewählt werden, da die bisherige Breite nicht mehr für die Reduzierung der Anforderungen an die Montage erforderlich ist. Prinzipiell kann auch die Verdickung bzw. der Fuß der Trennstreifen mit einer geringeren Breite gewählt werden als die bisherige Breite der Zwischenräume, so dass dies insgesamt zu einer Vergrößerung der aktiven Detektionsfläche der einzelnen Detektorbereiche des Detektormoduls und somit zu einer Erhöhung der Lichtausbeute führt.Opposite the previous design, the interspaces be selected smaller between the detection areas, since the previous No longer width for reducing the assembly requirements is required. In principle, the thickening or the foot of the separating strip with a lower Width selected be as the previous width of the interstices, so this total too an enlargement of the active detection surface of the individual detector areas of the detector module and thus to a increase the light output leads.

Die Trennstreifen sind bei dem vorgeschlagenen Detektormodul vorzugsweise wie bisher aus dünnen Blechen aus einem Röntgenstrahlung absorbierenden Material hoher Ordnungszahl Z, vorzugsweise Z > 70, bspw. aus Blei, Wolfram oder ähnlichem, gebildet. Die Verdickung kann hierbei durch geeignete Materialverarbeitung bei der Herstellung der Bleche, bspw. durch zusätzliches Material oder eine geeignete Umformung des Bleches, erzielt werden. In einer anderen Ausgestaltung werden auf gleichmäßig dicke Blechstreifen zusätzliche schmälere Blechstreifen beidseitig im Bereich des Fußes aufgebracht, um die Verdickung bzw. den Fuß zu erzeugen. Dies lässt sich durch Klebe-, Schweiß- oder Löttechniken realisieren.The Parting strips are preferred in the proposed detector module as before from thin Sheet metal from an X-ray absorbent material of high atomic number Z, preferably Z> 70, for example of lead, Tungsten or similar, educated. Thickening can be achieved by suitable material processing in the production of the sheets, for example by additional material or a suitable deformation of the sheet can be achieved. In another Design are uniformly thick Sheet metal strips additional narrower Metal strips applied on both sides in the area of the foot to thickening or the foot too produce. This leaves through adhesive, welding or soldering techniques realize.

In der bevorzugten Ausgestaltung setzt sich das Detektormodul aus dem Streustrahlenraster, einem Szintillatorarray und den darunter angekoppelten Photodetektoren zusammen. Das Szintillatorarray legt dabei in bekannter Weise durch die arrayförmige Ausgestaltung die Detektionszwischenräume fest. Selbstverständlich lässt sich das vorliegende Detektormodul jedoch auch bspw. auf Basis eines Festkörperdetektors für Röntgen- oder Gammastrahlung realisieren, bei dem dann kein Szintillator mehr erforderlich ist.In In the preferred embodiment, the detector module is made of the Scattering grid, a scintillator array and the coupled below Photodetectors together. The scintillator array sets in known Way through the arrayed Design the detection spaces firmly. Of course you can However, the present detector module also, for example, based on a solid state detector for X-ray or gamma radiation realize in which then no more scintillator is required.

Das vorgeschlagene Detektormodul wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals kurz erläutert. Hierbei zeigen:The proposed detector module will be described below by means of embodiments briefly explained in connection with the drawings. in this connection demonstrate:

1 ein Beispiel für eine geometrische Ausgestaltung eines Detektormoduls in Draufsicht; 1 an example of a geometric configuration of a detector module in plan view;

2 eine schematische Darstellung der Querschnittsform und Anordnung von Trennstreifen bei einem Detektormodul gemäß dem Stand der Technik; 2 a schematic representation of the cross-sectional shape and arrangement of separating strips in a detector module according to the prior art;

3 eine schematische Darstellung der Querschnittsform und Anordnung der Trennstreifen bei einer Ausgestaltung des vorgeschlagenen Detektormoduls; und 3 a schematic representation of the cross-sectional shape and arrangement of the separating strips in an embodiment of the proposed detector module; and

4 eine schematische Darstellung der Querschnittsform und Anordnung der Trennstreifen bei zwei anderen Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Detektormoduls. 4 a schematic representation of the cross-sectional shape and arrangement of the separating strips in two other embodiments of the proposed detector module.

1 zeigt stark schematisiert in Draufsicht die Ausgestaltung eines hier dreizeiligen Detektormoduls 1 für Röntgen- oder Gammastrahlung. In der Figur sind die einzelnen Detektionsbereiche 2 zu erkennen, die durch entsprechende Zwischenräume 3 voneinander getrennt sind. Die auf ein derartiges Detektormodul 1 einfallende Röntgen- oder Gammastrahlung erzeugt in den unterschiedlichen Detektionsbereichen 2 Messsignale, die für jeden Detektionsbereich 2 getrennt ausgewertet werden, um daraus die Bildpunkte für ein Röntgen- oder Gammabild zu generieren. Der auf einem derartigen Detektormodul aufgebrachte Streustrahlenraster ist in dieser Figur nicht dargestellt. 1 shows a highly schematic plan view of the embodiment of a here three-line detector module 1 for X-ray or gamma radiation. In the figure, the individual detection areas 2 recognizable by appropriate spaces 3 are separated from each other. The on such a detector module 1 incident X-rays or gamma rays generated in the different detection areas 2 Measurement signals for each detection area 2 be evaluated separately to generate the pixels for an X-ray or gamma image. The scattered radiation grid applied to such a detector module is not shown in this figure.

2 zeigt in stark schematisierter Darstellung im Querschnitt den Aufbau eines Detektormoduls gemäß dem Stand der Technik. In dieser Darstellung sind vom Detektorkörper 4 lediglich die Szintillatorvolumina 6 angedeutet, die die Detektionsbereiche 2 festlegen und durch die entsprechenden Zwischenräume 3 voneinander getrennt sind. Zur Abschirmung von Streustrahlung sind Trennstreifen 5 auf den Zwischenräumen 3 zwischen den Detektionsbereichen 2 angebracht. Diese Bleche sind aus einem Röntgenstrahlung stark absorbierenden Material wie Blei oder Wolfram gebildet und dünner als die Zwischenräume 3 ausgeführt. 2 shows in a highly schematic representation in cross section the structure of a detector module according to the prior art. In this illustration, the detector body 4 only the scintillator volumes 6 indicated that the detection areas 2 set and through the appropriate spaces 3 are separated from each other. To shield stray radiation are separating strips 5 on the gaps 3 between the detection areas 2 appropriate. These sheets are formed of a strongly absorbing X-ray material such as lead or tungsten and thinner than the interstices 3 executed.

3 zeigt demgegenüber einen Aufbau des Detektormoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Beispiel weisen die Trennstreifen 5 des Streustrahlenrasters in Richtung der Oberfläche des Detektorkörpers 4 eine Verdickung 7 auf, die breiter als die Breite der Zwischenräume 3 zwischen den Detektionsbereichen 2 ist. In diesem Beispiel wurde die Breite der Detektionsbereiche 2 gegenüber dem Beispiel der 2 verringert, da die bisherige große Breite hier nicht mehr erforderlich ist. Durch die Verdickung der Trennstreifen 5, deren Gesamtdicke größer ist als die Breite der Zwischenräume 3, werden unter dem Szintillator liegende Elektronikkomponenten, im vorliegenden Fall die schematisch mit dem Bezugszeichen 8 angedeuteten Photodioden mit zugehöriger Elektronik, vollständig von der Strahlung abgeschirmt, so dass sie nicht durch Röntgen- oder Gammastrahlung geschädigt werden können. Die Verdickung führt zu einer Erhöhung der Stabilität der Trennstreifen und damit auch zu einer Verringerung von durch Temperaturerhöhung verursachten Durchbiegungen oder Verkippungen dieser Trennstreifen während des Betriebs des Detektormoduls. 3 on the other hand shows a structure of the detector module according to an embodiment of the present invention. In this example, the separator strips 5 of the anti-scatter grid in the direction of the surface of the detector body 4 a thickening 7 on, wider than the width of the spaces 3 between the detection areas 2 is. In this example, the width of the detection areas became 2 opposite to the example of 2 reduced, since the previous large width is no longer required here. Due to the thickening of the separating strips 5 whose total thickness is greater than the width of the spaces 3 , Be under the scintillator electronic components, in the present case, the schematically with the reference numeral 8th Indicated photodiodes with associated electronics, completely shielded from radiation, so they are not by X-rays or gamma rays can be damaged. The thickening leads to an increase in the stability of the separating strips and thus also to a reduction of temperature increase caused by bending or tilting of these separating strips during operation of the detector module.

3 zeigt ein Beispiel, bei dem die Trennstreifen 5 eine stufenförmige Verdickung an ihrem Ende aufweisen. Selbstverständlich sind jedoch auch andere Arten der Verdickung möglich, wie sie in 4 in zwei unterschiedlichen Ausgestaltungen beispielhaft dargestellt sind. Der linke Trennsteifen 5 der 4 verbreitert sich dabei bereits ab der Mitte linear nach unten. Im rechten Teil der Figur wird ein Trennstreifen 5 gezeigt, der sich von einem Ende zum anderen Ende linear verdickt. Selbstverständlich sind auch beliebige andere Formen möglich, bei denen sich der Trennstreifen 5 zur Oberfläche des Detektorkörpers 4 hin verdickt. 3 shows an example in which the separating strips 5 have a step-shaped thickening at its end. Of course, however, other types of thickening are possible, as in 4 are shown by way of example in two different embodiments. The left dividing strip 5 of the 4 widens linearly downwards from the middle. In the right part of the figure becomes a separating strip 5 shown thickening linearly from one end to the other end. Of course, any other forms are possible in which the separating strip 5 to the surface of the detector body 4 Thickened.

Claims (5)

Detektormodul für Röntgen- oder Gammastrahlung, das – einen Detektorkörper (4) mit Detektionsbereichen (2), die ein- oder mehrzeilig nebeneinander angeordnet und durch Zwischenräume (3) voneinander getrennt sind, und – einen Streustrahlenraster aus einer Folge von Streustrahlung absorbierenden Trennstreifen (5) aufweist, die über den Zwischenräumen (3) auf einer Oberfläche des Detektorkörpers (4) angeordnet sind, – wobei die Trennstreifen (5) zur Oberfläche des Detektorkörpers (4) hin eine Verdickung (7) aufweisen, die breiter ist als eine Breite der Zwischenräume (3).X-ray or gamma-ray detector module comprising: - a detector body ( 4 ) with detection areas ( 2 ) arranged one or more lines next to one another and by gaps ( 3 ), and - a scattered radiation grid consisting of a series of scattered radiation absorbing separating strips ( 5 ), which over the spaces ( 3 ) on a surface of the detector body ( 4 ), wherein the separating strips ( 5 ) to the surface of the detector body ( 4 ) thickening ( 7 ) which is wider than a width of the gaps ( 3 ). Detektormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennstreifen (5) durch Bleche aus einem Material hoher Ordnungszahl gebildet sind.Detector module according to claim 1, characterized in that the separating strips ( 5 ) are formed by sheets of a material of high atomic number. Detektormodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdickung (7) durch beidseitige Anbringung eines oder mehrerer Blechstreifen an den Blechen gebildet ist.Detector module according to claim 2, characterized in that the thickening ( 7 ) is formed by two-sided attachment of one or more metal strips to the sheets. Detektormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektorkörper (4) ein Szintillatorarray umfasst, das die Detektionsbereiche (2) und Zwischenräume (3) vorgibt und auf dem der Streustrahlenraster aufgebracht ist.Detector module according to one of claims 1 to 3, characterized in that the detector body ( 4 ) comprises a scintillator array comprising the detection areas ( 2 ) and spaces ( 3 ) and on which the antiscatter grid is applied. Detektormodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Szintillatorarray durch ein Formteil aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist, das mehrere mit Szintillatormaterial verfüllte nebeneinander liegende Kam mern als Detektionsbereiche (2) aufweist.Detector module according to claim 4, characterized in that the Szintillatorarray is formed by a molded part of a plastic material, the several Kam filled with scintillator material adjacent Kam as detection areas ( 2 ) having.
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