DE102009033303A1

DE102009033303A1 - Device for measuring circumference of focal spot of X-ray anode in e.g. industrial and medical imaging application, has absorption structure absorbing X-ray radiation that is transmitted through opening of diaphragm and radiated from spot

Info

Publication number: DE102009033303A1
Application number: DE102009033303A
Authority: DE
Inventors: Jörg Dr. Freudenberger; Nicolae Dr. Rusca
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2011-01-27

Abstract

The device has an absorption structure (12), and a detector (13) for detecting X-ray radiation. The absorption structure is arranged between a diaphragm (11) and the detector. The absorption structure partially absorbs the X-ray radiation that is transmitted through an opening of the diaphragm and radiated from a focal spot (BF). The diaphragm is formed as a slit diaphragm. The absorption structure is in the form of wire and a grating. A position of the diaphragm is changed such that two different directions are determined with respect to an extension of the focal spot. An independent claim is also included for a method for measuring an extent of a focal spot.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung der Ausdehnung eines Brennflecks einer Röntgenanode sowie ein Verfahren zur Bestimmung einer auf einen Brennfleck bezogenen Positionsinformation.The The invention relates to an apparatus and a method for measuring the extent of a focal spot of an x-ray anode as well a method of determining a focal spot Position information.

Röntgenröhren kommen für Anwendungen in der industriellen und medizinischen Bildgebung sowie für therapeutische Behandlungen zum Einsatz.X-ray tubes come for applications in industrial and medical Imaging and therapeutic treatments are used.

Konventionelle Röntgenröhren bestehen im Wesentlichen aus einer Vakuumkammer mit Gehäuse, in der eine Kathode und eine Anode eingeschlossen sind. Die Kathode fungiert dabei als negative Elektrode, die Elektronen an die positive Anode abgibt. Durch ein elektrisches Feld zwischen Anode und Kathode werden die Elektronen von der Anode angezogen und stark beschleunigt. Die Anode besteht typischer Weise aus einem Metall, beispielsweise Wolfram, Molybdän oder Palladium. Wenn die Elektronen die Anode bombardieren, wird ihre Energie größtenteils in Wärme umgewandelt. Nur ein Bruchteil der Bewegungsenergie kann in Röntgen-Photonen umgewandelt werden, welche von der Anode in Form eines Röntgenstrahls abgegeben wird. Der so erzeugte Röntgenstrahl verlässt durch ein strahlendurchlässiges Fenster aus einem Material mit niedriger Ordnungszahl die Vakuumkammer.conventional X-ray tubes essentially consist of one Vacuum chamber with housing, in which a cathode and a Anode are included. The cathode acts as a negative electrode, which emits electrons to the positive anode. By an electric Field between anode and cathode become the electrons from the anode attracted and greatly accelerated. The anode is typically from a metal, for example tungsten, molybdenum or Palladium. When the electrons bombard the anode, theirs becomes Energy is mostly converted to heat. Only a fraction of the kinetic energy can be found in X-ray photons which are converted from the anode in the form of an X-ray beam is delivered. The X-ray thus generated leaves through a radiolucent window made of a material with low atomic number the vacuum chamber.

Röntgenröhren besitzen eine Brennfleckgröße. Diese Größe beschreibt die Abmessungen der Fläche, auf die Elektronen der Anode treffen. Bei modernen Röntgenröhren können diese Abmessungen mittels Ablenksystemen verändert werden. Die Ablenkung erfolgt z. B. durch Magnetfelder, die durch das Ablenksystem erzeugt werden. Während der Lebensdauer einer Röntgenröhre kann sich die Brennfleckgröße verändern (z. B. durch Veränderung der Temperaturverteilung des Elektronenemitters). Es kann auch der das Magnetfeld zur Ablenkung der Elektronen erzeugende Strom Toleranzen unterliegen, die unmittelbar die Brennfleckgröße verändern. Die Variationen oder Änderungen der Brennfleckgröße führen zu unerwünschten Effekten: eine Vergrößerung des Brennflecks kann die Bildqualität der Röntgenanlage verschlechtern, eine Verkleinerung führt zu einem schnelleren Verschleiß der Anode und verkürzt so die Lebensdauer der Röntgenröhre.X-ray tubes have a focal spot size. This size describes the dimensions of the area on which electrons meet the anode. In modern x-ray tubes These dimensions can be changed by means of deflection systems become. The distraction is z. B. by magnetic fields passing through the Deflection system are generated. During the life of a X-ray tube can change the focal spot size change (eg by changing the temperature distribution of the electron emitter). It can also be the magnetic field for distraction the electron-generating current is subject to tolerances that are immediate change the focal spot size. The variations or changes in focal spot size to undesirable effects: an enlargement the focal spot can improve the image quality of the x-ray system deteriorate, a reduction leads to a faster Wear of the anode and thus shortens the life the X-ray tube.

Ein Verfahren zur Vermessung von Brennflecken für Anoden, die Schlitze oder Vertiefungen aufweisen, ist in der WO 2007063479 A1 beschrieben. Ein anderes Verfahren zur Bestimmung und Steuerung von Brennfleckgrößen mit Hilfe von ortsauflösenden Detektoren ist in der US 7409043 B2 angegeben. Die DE 10 2004 025 119 A1 bzw. die inhaltsgleiche US 7266179 B2 beschreibt eine Meßvorrichtung zur Bestimmung der Größe des Brennflecks einer Röntgenanode. Diese Vorrichtung umfasst einen Kollimator und eine Fotodiode. Es ist dort vorgesehen, den Brennfleck zu verschieben, um mittels des Kollimators und eines Dosismessgeräts Brennfleckeigenschaften zu untersuchen.A method for measuring focal spots for anodes having slits or depressions is disclosed in U.S. Pat WO 2007063479 A1 described. Another method for determining and controlling focal spot sizes with the aid of spatially resolving detectors is disclosed in US Pat US 7409043 B2 specified. The DE 10 2004 025 119 A1 or the same content US 7266179 B2 describes a measuring device for determining the size of the focal spot of an X-ray anode. This device comprises a collimator and a photodiode. It is there intended to move the focal spot to investigate focal spot properties by means of the collimator and a dose meter.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Brennfleckvermessung sind zum Teil nicht für eine Integration in die Röntgenröhre geeignet und somit unpraktisch. Ein weiterer Nachteil von bekannten Verfahren ist die Verschiebung des Brennflecks für die Vermessung bzw. Justierung. Wenn sich hierbei Brennfleckeigenschaften ändern, so führt dies zu systematischen Fehlern des Messergebnisses.The known from the prior art devices for focal spot measurement are partly not for integration into the x-ray tube suitable and thus impractical. Another disadvantage of known Procedure is the displacement of the focal spot for the Measurement or adjustment. If this change focal spot properties, so this leads to systematic errors of the measurement result.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine Brennfleckgrößenmessung zu ermöglichen, die Nachteile herkömmlicher Vorgehensweisen vermeidet.The The invention has for its object a focal spot size measurement to allow the disadvantages of conventional approaches avoids.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Ansprüche.The Task is solved by the claims.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Messung der Ausdehnung eines Brennflecks einer Röntgenanode vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine Blende, eine Absorptionsstruktur für Röntgenstrahlung und einen Detektor für Röntgenstrahlung, z. B. auf Basis von Szintillatoren und Fotodioden. Die Absorptionsstruktur ist dabei zwischen Blende und Detektor angeordnet und für eine Teilabsorption von von einem Brennfleck ausgestrahlter und durch eine Öffnung der Blende transmittierter Röntgenstrahlung ausgeformt bzw. ausgestaltet.According to the invention a device for measuring the extent of a focal spot of an x-ray anode proposed. The device comprises a diaphragm, an absorption structure for X-radiation and a detector for X-radiation, z. B. based on scintillators and Photodiodes. The absorption structure is between aperture and Detector arranged and for a partial absorption of a focal spot radiated and through an opening formed the aperture of transmitted X-radiation or designed.

Eine zentrale Überlegung der Erfindung besteht darin, dass eine Teilabsorption von Strahlung eines Röntgenanodenbrennflecks durch eine entsprechend ausgestaltete Absorptionsstruktur mit Eigenschaften des Brennflecks in Verbindung gesetzt und so zur Untersuchung des Brennflecks herangezogen werden kann.A central consideration of the invention is that a Partial absorption of radiation from an X-ray anode spot by a suitably designed absorption structure with properties of the focal spot and so to investigate the Burning spots can be used.

So kann z. B. auf Basis der Messung durch den Detektor die gesamte durch den Detektor empfangene Strahlendosis bestimmt werden. Die gemessene Gesamtstrahlendosis ist umso geringer, je mehr Strahlung durch die Absorptionsstruktur absorbiert wurde. Somit kann aus der Gesamtstrahlendosis auf die absorbierte Dosis und damit auch auf Brennfleckeigenschaften (z. B. Abmessungen, Position) geschlossen werden.So can z. B. based on the measurement by the detector the entire be determined by the detector received radiation dose. The measured total radiation dose is the lower, the more radiation absorbed by the absorbent structure. Thus, from the Total radiation dose on the absorbed dose and thus on Burning spot properties (eg dimensions, position) are closed become.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist aufwandsarm und gleichzeitig flexibel bei der Brennfleckuntersuchung.The Device according to the invention requires little effort and at the same time flexible in the focal spot examination.

Die verwendete Blende ist vorzugsweise eine Spalt- oder Schlitzblende. Diese Form der Blende erlaubt die Untersuchung der Breite des Brennflecks in einer ersten durch die Blendenstellung vorgegebenen Richtung. Für eine Abmessungsbestimmung in anderer Richtung (z. B. senkrecht zur ersten Richtung) kann eine separate Messanordnung vorgesehen sein. Alternativ ist die Stellung der Blendenöffnung veränderbar (z. B. durch Drehen der Blende), so dass bzgl. verschiedener bzw. vorgebbarer Richtungen der Durchmesser bzw. die Breite des Brennflecks bestimmbar ist. Falls die Absorptionsstruktur nicht rotationssymmetrisch ist, kann eine Veränderung der Position der Blendenöffnung mit einer entsprechenden Veränderung der Absorptionsstruktur gekoppelt werden bzw. gekoppelt sein. Der Detektor ist bei Verwendung einer einzigen Vorrichtung für die Messung der Brennfleckausdehnung in verschiedenen Richtungen vorzugsweise ein Flächendetektor.The aperture used is preferably a slit or slit diaphragm. This form of the aperture allows the examination of the width of the focal stain in a first predetermined by the aperture direction. For a dimension determination in another direction (eg perpendicular to the first direction), a separate measuring arrangement can be provided. Alternatively, the position of the diaphragm opening can be changed (for example by turning the diaphragm) so that the diameter or the width of the focal spot can be determined with respect to different or predefinable directions. If the absorption structure is not rotationally symmetrical, a change in the position of the diaphragm opening can be coupled or coupled with a corresponding change in the absorption structure. The detector is preferably an area detector when using a single device for measuring focal length expansion in different directions.

Die Absorptionsstruktur ist mit einem absorbierenden Material, z. B. Wolfram oder Blei, gebildet und hat z. B. die Form eines Drahtes oder Gitters.The Absorbent structure is coated with an absorbent material, e.g. B. Tungsten or lead, formed and has z. B. the shape of a wire or grids.

Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Ausdehnung eines Brennflecks mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemessen. Dabei wird von dem Brennfleck ausgestrahlte und durch eine Öffnung der Blende transmittierte Röntgenstrahlung detektiert. Danach wird die gesamte von dem Detektor empfangenen Strahlungsmenge bzw. Strahlungsdosis bestimmt und schließlich die Brennfleckausdehnung (in zumindest einer Richtung) mittels einer Beziehung zwischen der Brennfleckausdehnung und der gesamten detektierten Strahlungsmenge ermittelt. Eine Weiterbildung sieht vor, vorzugsweise die Absorptionsstruktur oder den Brennfleck zu verschieben und die Bestimmung der Brennfleckausdehnung zu wiederholen. Diese zweite Größenbestimmung kann z. B. der Kontrolle des ersten Ergebnisses dienen.According to one The method according to the invention is the expansion a focal spot with an inventive Device measured. It is emitted from the focal spot and X-ray radiation transmitted through an opening of the diaphragm detected. Thereafter, all of the received from the detector Radiation quantity or radiation dose determined and finally the focal spot expansion (in at least one direction) by means of a Relationship between the focal spot expansion and the total detected Radiation quantity determined. A development provides, preferably to move the absorption structure or the focal spot and the Determination of the focal spot extension to be repeated. This second Size determination can, for. B. the control of serve first result.

Gemäß einem anderen erfindungsgemäßen Verfahren wird eine auf einen Brennfleck bezogenen Positionsinformation mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmt. Dabei wird die Absorptionsstruktur oder der Brennflecks verschoben und von dem Brennfleck ausgestrahlte und durch eine Öffnung der Blende transmittierte Röntgenstrahlung für eine Mehrzahl von verschiedenen Positionen der Absorptionsstruktur detektiert. Für jede der Positionen wird die gesamte von dem Detektor empfangene Strahlungsdosis gemessen. Schließlich wird ein Extremum (in der Regel Minimum) der bestimmten Strahlungsdosis ermittelt und die entsprechende Position als auf den Brennfleck bezogene Positionsinformation festgehalten.According to one Another method of the invention is a on a focal spot related position information by means of a determined device according to the invention. there the absorption structure or the focal spot is shifted and separated from the focal spot emitted and through an opening of the Aperture transmitted x-ray radiation for a Detected plurality of different positions of the absorbent structure. For each of the positions is the whole of the detector received radiation dose measured. Finally, a Extremum (usually minimum) of the specific radiation dose determined and the corresponding position as position information related to the focal spot recorded.

Gemäß einer Weiterbildung wird die Position des Brennflecks gemäß dieser Positionsinformation justiert (z. B. indem die entsprechende Position des Brennflecks eingestellt wird) und anschließend eine Breitenbestimmung für den Brennfleck durchgeführt.According to one Continuing the position of the focal spot according to this Position information adjusted (eg by the corresponding position the focal spot is set) and then a width determination performed for the focal spot.

Diesem Vorgehen liegt die Überlegung zugrunde, dass eine Breitenbestimmung für den Brennfleck zu fehlerhaften Resultaten führen kann, wenn der Brennfleck nicht eine für die Messung vorausgesetzte Position einnimmt. Z. B. kann diese fehlerhafte Position bei einer erfindungsgemäßen Breitenbestimmung zu einer veränderten Absorptionsdosis führen, wodurch der für die Ermittlung der Breite verwendete Zusammenhang zwischen Brennfleckbreite und Absorptionsverhalten nicht mehr mit der erforderlichen Genauigkeit gegeben ist.this The approach is based on the consideration that a width determination lead to erroneous results for the focal spot can if the focal spot is not a prerequisite for the measurement Takes position. For example, this erroneous position in a Width determination according to the invention to an altered Lead absorption dose, causing the for the determination the width used relationship between focal spot width and Absorption behavior no longer with the required accuracy given is.

Der Erfindungsgegenstand wird im Folgenden im Rahmen eines Ausführungsbeispiels anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:Of the Subject of the invention is hereinafter in the context of an embodiment explained in more detail with reference to figures. Show it:

1: eine Röntgenröhre 1 : an x-ray tube

2: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 : a schematic representation of a device according to the invention

3: eine Dosisverteilung für verschiedene Brennfleckgrößen und zentraler Stellung des Brennflecks 3 a dose distribution for different focal spot sizes and center position of the focal spot

4: eine Darstellung der Gesamtdosis in Abhängigkeit der Brennfleckgröße 4 : a representation of the total dose as a function of focal spot size

5: eine Dosisverteilung für verschiedene Brennfleckgrößen und seitlich versetzter Stellung des Brennflecks 5 : a dose distribution for different focal spot sizes and laterally offset position of the focal spot

6: eine Darstellung der Abhängigkeit der Dosis von der Brennfleckstellung 6 : A representation of the dose dependency of the focal spot position

7: eine Darstellung der Gesamtdosis in Abhängigkeit der Brennfleckgröße für zwei verschiedene Brennfleckpositionen 7 : A plot of total dose versus focal spot size for two different focal spot positions

8: eine aus 7 abgeleitete Eichkurve zur Überprüfung von Positionsänderungen 8th : one out 7 derived calibration curve for checking position changes

In 1 ist eine Röntgenröhre (genauer eine Hochleistungsröntgenröhre für die Computertomographie) dargestellt. In einem Vakuumgehäuse 1 ist mittels eines Isolators 2 eine Kathodenanordnung 3 eingesetzt, die eine in einer Fokussierungsnut 3a eines Kathodenbechers 3b aufgenommene Glühkathode 3c enthält. Von dieser geht ein strichliert angedeuteter Elektronenstrahl E aus, der in einem Brennfleck BF auf die Auftrefffläche 4a einer Drehanode 4 auftrifft. Das Vakuumgehäuse 1 ist mit einem beispielsweise aus Beryllium gebildeten Strahlenaustrittsfenster 5 versehen, durch das im Betrieb der Röntgenröhre das vom Brennfleck BF ausgehende Röntgenstrahlbündel austritt, dessen Zentral- und Randstrahlen in der 5 strichliert angedeutet und mit ZS bzw. RS bezeichnet sind. Insgesamt setzt sich das Vakuumgehäuse 1 aus einem die Drehanode 4 aufnehmenden Raum 6 (Anodenraum) und einem die Kathodenanordnung 3 aufnehmenden Raum 7 (Kathodenraum) zusammen, die mit einem Schacht 8 verbunden sind.In 1 is an X-ray tube (more precisely, a high-performance X-ray tube for computed tomography) shown. In a vacuum housing 1 is by means of an insulator 2 a cathode arrangement 3 used, the one in a Fokussierungsnut 3a a cathode cup 3b recorded hot cathode 3c contains. From this, a dashed line indicated electron beam E goes out, in a focal spot BF on the impact surface 4a a rotary anode 4 incident. The vacuum housing 1 is with a radiation exit window formed for example from beryllium 5 provided by the emanating from the focal spot BF X-ray beam exits during operation of the X-ray tube, the central and peripheral rays in the 5 indicated by dashed lines and denoted by ZS or RS. Overall, the vacuum housing is 1 from one the rotary anode 4 receiving space 6 (Anode compartment) and one the cathode arrangement 3 receiving space 7 (Cathode compartment) together with a shaft 8th are connected.

Die Erfindung erlaubt die Messung der Größe des Brennflecks BF. Diese wird mittels einer Vorrichtung vorgenommen, die schematisch in 2 gezeigt ist. Diese Vorrichtung kann z. B. in eine Röntgenröhre (wie z. B. die in 1 gezeigte) integriert werden. Eine Anordnung der Vorrichtung innerhalb der Röntgenröhre ähnlich wie in der DE 10 2004 025 119 A1 kann dabei gewählt werden.The invention allows the measurement of the size of the focal spot BF. This is done by means of a device which is shown schematically in FIG 2 is shown. This device can, for. B. in an X-ray tube (such as those in 1 shown). An arrangement of the device within the x-ray tube similar to that in the DE 10 2004 025 119 A1 can be chosen.

In der 2 sind ein Brennfleck BF, eine Blende 11, eine Absorptionsstruktur 12 und ein Detektor bzw. Sensor 13 gezeigt. Die im Brennfleck BF entstehende Röntgenstrahlung wird durch die als Schlitzblende ausgebildete Blende 11 abgebildet. Hinter der Blende 11 befindet sich die Absorptionsstruktur 12 (z. B. ein Wolframdraht mit 0,5 mm Durchmesser oder mehrere parallele Drähte bzw. ein Drahtgitter) und dahinter ein Dosisdetektor (z. B. einen Leuchtstoffschicht aus Gadoliniumoxisulfid auf einer Photodiode mit entsprechender Auswerteelektronik). Die Struktur (Draht), die Schlitzblende und die Brennflecksollposition liegen im Idealfall auf einer Geraden. Der Drahtdurchmesser deckt das Bild des Brennflecks hierbei nur teilweise ab, z. B. nur zu einem Drittel. Dadurch ändert sich der nicht durch den Draht absorbierte Anteil der Strahlung, die den Detektor erreicht, wenn sich die Brennfleckabmessung ändert. Es können zwei separate Messanordnungen eingesetzt werden, die die Breite des Brennflecks für verschiedene, vorzugsweise senkrechte Richtungen messen. Außerdem steht der Auswerteelektronik ein Normierungssignal zur Verfügung (z. B. eine Röhrenstrommessung oder ein Dosissignal).In the 2 are a focal spot BF, a diaphragm 11 , an absorption structure 12 and a detector or sensor 13 shown. The X-ray radiation produced in the focal spot BF is formed by the aperture formed as a slit diaphragm 11 displayed. Behind the aperture 11 is the absorption structure 12 (For example, a tungsten wire with 0.5 mm diameter or more parallel wires or a wire mesh) and behind a dose detector (eg, a phosphor layer of Gadoliniumoxisulfid on a photodiode with appropriate evaluation electronics). The structure (wire), slit diaphragm and focal spot position ideally lie on a straight line. The wire diameter covers the image of the focal spot only partially, z. B. only one third. This will change the fraction of radiation not absorbed by the wire that reaches the detector as the focal spot size changes. Two separate measuring arrangements can be used which measure the width of the focal spot for different, preferably vertical, directions. In addition, a standardization signal is available to the evaluation electronics (eg a tube current measurement or a dose signal).

3 zeigt die Dosisverteilung am Ort des Detektors, die hier mit einem ortsauflösenden Detektor zur Veranschaulichung für verschiedene Brennfleckbreiten gemessen wurde. Wie aus dem Folgenden hervorgeht, wird für die Brennfleckbreitenbestimmung nur die Gesamtdosis verwendet, d. h. dass nicht notwendigerweise der Detektor eine Ortsauflösung bereitstellen muss. In der 3 sind auf der X-Achse die Positionen auf dem Detektor bzw. die Kamerapixel und auf der Y-Achse die entsprechende Dosismenge angegeben. Es werden sechs Kurven für verschiedene Brennfleckbreiten gezeigt, die von 1,0610 bis 1,7555 reichen. Die beiden Maxima der Kurven sind umso niedriger, je größer die Breite des Brennflecks ist. Das hat die Ursache darin, dass ein größerer Brennfleck die Intensität bzw. Dosis stärker verteilt, also die Dosisspitzen nicht so hoch sind. Das zentrale Minimum bei dem in der 3 gezeigten Kurven ist auf die Absorptionsstruktur zurückzuführen (vgl. 2). Nachdem das Maximum der Dosis umso höher ist, je geringer die Breite des Brennfleckes ist, wird durch die Absorptionsstruktur umso mehr von der Dosis absorbiert, je kleiner bzw. je geringer die Breite des Brennflecks ist. Mit zunehmender Brennfleckbreite steigt also die auf dem Detektor ankommende Gesamtdosis. Dies ist in 4 gezeigt. Die X-Achse spiegelt die Gesamtdosis, die auf dem Detektor detektiert wird, wieder. Auf der Y-Achse ist die Breite des Brennflecks eingetragen. Mehrere Messwerte wurden mit einer Kurve gefittet, deren Formel in der Figur angegeben ist. Das Integral der in 3 gezeigten gemessenen Intensitäten ergibt also eine monoton mit der Brennfleckbreite steigende Funktion. Eine Messung dieses Signals kann daher direkt zur Bestimmung der Breite benutzt werden. 3 shows the dose distribution at the location of the detector, which was measured here with a spatially resolving detector for illustrating different focal spot widths. As will be apparent from the following, only the total dose is used for focal spot width determination, ie, the detector does not necessarily have to provide spatial resolution. In the 3 the positions on the detector or the camera pixels are indicated on the X axis and the corresponding dose quantity on the Y axis. Six curves for different focal spot widths ranging from 1.0610 to 1.7555 are shown. The two maxima of the curves are the lower the larger the width of the focal spot. The reason for this is that a larger focal spot distributes the intensity or dose more strongly, ie the dose peaks are not that high. The central minimum in the in the 3 curves shown is due to the absorption structure (see. 2 ), After the maximum of the dose is higher, the smaller the width of the focal spot, the smaller the width of the focal spot, the more absorbed by the absorption structure by the absorption structure. As the focal spot width increases, so does the total dose arriving at the detector. This is in 4 shown. The X-axis reflects the total dose detected on the detector. The width of the focal spot is entered on the Y axis. Several measurements were fit with a curve whose formula is given in the figure. The integral of in 3 Thus, the measured intensities shown result in a monotonically increasing function with the focal spot width. A measurement of this signal can therefore be used directly to determine the width.

Optional kann der Brennfleck oder die Absorptionsstruktur bewegt werden, um die Messgenauigkeit zu erhöhen oder um Kontrollmessungen zu machen. In 5 ist ein Bild gezeigt, dass der 3 bei verschobenem Brennfleck oder verschobenem Draht entspricht. Wieder ist die Dosisverteilung am Ort des Detektors – zur Veranschaulichung erneut mit einem ortsauflösenden Detektor gemessen – gezeigt. Das bei den Kurven zu sehende Minimum weist auf die Positionsverschiebung hin. Im Gegensatz zur zu den in der 3 gezeigten Kurven ist nicht der zentrale Teil der Intensitätskurven, sondern ein Randbereich betroffen. Wie zuvor schon erwähnt, ist bei breiteren Brennflecken die Intensität stärker verteilt. So ist der seitliche Abfall der Intensitätskurve geringer. Daher wird in diesem Fall, bei dem seitlich (dezentral) die Absorption eingreift, von Kurven mit breiterem Brennfleck mehr absorbiert als bei Kurven mit kleinerem Brennfleck. Der Effekt ist, dass die gemessene Gesamtdosis umso größer ist, je kleiner der Brennfleck ist. Es ergibt sich also eine mit der mit zunehmender Größe des Brennfleckes fallende gemessene Gesamtdosis. Dies ist auch in der rechten Kurve der 7 dargestellt.Optionally, the focal spot or absorption structure may be moved to increase measurement accuracy or to make control measurements. In 5 is a picture shown that the 3 corresponds to shifted focal spot or shifted wire. Again, the dose distribution at the location of the detector - again shown with a spatially resolving detector - is shown. The minimum of the curves indicates the position shift. In contrast to those in the 3 shown curves is not the central part of the intensity curves, but a border area affected. As previously mentioned, the intensity is more distributed with wider focal spots. Thus, the lateral fall of the intensity curve is lower. Therefore, in this case, where the absorption intervenes laterally (decentralized), more absorption is given by curves with a wider focal spot than in curves with a smaller focal spot. The effect is that the smaller the focal spot, the greater the measured total dose. Thus, the result is a measured total dose with the size of the focal spot increasing. This is also in the right curve of the 7 shown.

Die Absorption der Absorptionsstruktur ist nicht nur abhängig von der Brennfleckgröße, sondern auch von der Brennfleckposition. Das bedeutet, dass beispielsweise der in 4 gezeigte Zusammenhang zwischen gemessener Gesamtdosis und Breite des Brennfleckes nicht mehr gültig ist, wenn sich der Brennfleck nicht an der zugehörigen Position (vgl. 2) befindet, d. h. dass die nicht korrekte (nicht zentrale) Relativposition von Brennfleck und Absorptionsstruktur, zu anderen als den in der 3 gezeigten Kurven führen. Ein Irrtum bzgl. der Position des Brennflecks führt so zu einem fehlerhaften Ergebnis. Eine Möglichkeit, die Position des Brennfleckes zu überprüfen bzw. zu justieren, ist mit einem ortsaufgelösten Detektor zu arbeiten. Dieser Aufwand ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Anhand von 6 lässt sich zeigen, wie auch ohne ortsauflösenden Detektor eine Justierung der Brennfleckposition vorgenommen werden kann. In 6 ist die Abhängigkeit der gemessenen Gesamtdosis als Funktion der Brennfleckposition bzw. Brennfleckverschiebung gezeigt. Die Absorption ist am höchsten, wenn, wie in den 2 und 3 gezeigt, die Absorptionsstruktur zentral dem Brennfleck gegenüber liegt und somit das Intensitätsmaximum absorbiert wird. Diese Position entspricht dem Minimum der in 6 gezeigten Kurve. Mittels dieser Kurve lässt sich somit eine Sollposition des Brennflecks bestimmen, nämlich die Lage des minimalen Signals, und so auch seine Lage justieren. Wenn der Brennfleck in diese Lage gebracht ist, ist dann der Zusammenhang aus 4 anwendbar, d. h. mit der dort dargestellten Kurve die Breite bestimmbar.The absorption of the absorbent structure is not only dependent on the focal spot size but also on the focal spot position. This means that, for example, the in 4 shown relationship between measured total dose and width of the focal spot is no longer valid if the focal spot is not at the appropriate position (see. 2 ), ie that the incorrect (not central) relative position of focal spot and absorption structure, other than in the 3 lead shown curves. An error regarding the position of the focal spot thus leads to a faulty result. One way to check the position of the focal spot or to adjust, is to work with a spatially resolved detector. However, this effort is not essential. Based on 6 It can be shown how an adjustment of the focal spot position can be made without a spatially resolving detector. In 6 is the dependence of the measured total dose as a function of the focal spot position or focal spot shift ge shows. The absorption is highest when, as in the 2 and 3 shown, the absorption structure is centrally opposite the focal spot and thus the maximum intensity is absorbed. This position corresponds to the minimum of in 6 shown curve. By means of this curve can thus determine a desired position of the focal spot, namely the position of the minimum signal, and thus adjust its position. If the focal spot is brought into this position, then the connection is off 4 applicable, ie the width can be determined with the curve shown there.

Ausgehend von der Sollposition kann eine definierte Verschiebung durchgeführt werden, um eine zweite (redundante) Messung durchzuführen. Dies wird beispielsweise für die Position vollzogen, die den Kurven aus 5 entspricht. In 7 ist auf der linken Seite die Kurve aus 4 (bei anderer Skalierung der X-Achse) und auf der rechten Seite eine entsprechende sich aus den Kurven von 5 ergebende Kurve gezeigt. Man sieht, dass bei zentraler Stellung eine monotone Zunahme der Gesamtdosis mit der Breite des Brennflecks sich einstellt, dagegen bei dezentraler Position die Kurve monoton fallend ist. Bei dezentraler Position ist natürlich auch die gemessene Gesamtdosis höher weil, der absorbierte Bereich nicht das Maximum beinhaltet.Starting from the set position, a defined shift can be performed to perform a second (redundant) measurement. This is done, for example, for the position corresponding to the curves 5 equivalent. In 7 is on the left side of the curve 4 (at other scaling of the x-axis) and on the right side a corresponding one from the curves of 5 resulting curve shown. It can be seen that in the central position a monotonous increase of the total dose with the width of the focal spot occurs, whereas in the case of a decentralized position the curve is monotonically decreasing. In decentralized position, of course, the measured total dose is higher because the absorbed area does not contain the maximum.

8 zeigt die Differenz der Kurven aus 7. Die einzelnen Punkte wurden gefittet, wobei die Fit-Kurve in der Figur angegeben ist. Diese Kurve kann als eine Eichkurve verwendet werden. Wird z. B. der Brennfleck auf der Sollposition liegend durch die Variation von Einflussgrößen (Quatrupol-Strom oder Ähnliches) verändert, so wird messbar, ob die Einflussgrößen den erwarteten Einfluss auf das Messsignal besitzen. Hiermit wird eine Diagnosefunktion für Einflussgrößen angegeben. Insbesondere ist bei bekannter oder bereits bestimmter Breite des Brennfleckes möglich, zu überprüfen, ob sich die in der 8 gezeigte Differenz bzw. der Signalhub ergibt, wenn eine Verschiebung des Brennfleckes stattfindet, der den Stellungen von 3 bzw. 5 entsprechen sollte. Somit wird diese Verschiebung bzw. Ablenkung des Strahles überprüft. 8th shows the difference of the curves 7 , The individual points were fitted, the fit curve being indicated in the figure. This curve can be used as a calibration curve. If z. If, for example, the focal spot changes to the desired position due to the variation of influencing variables (Quatrupol current or the like), then it can be measured whether the influencing variables have the expected influence on the measuring signal. This specifies a diagnostic function for influencing variables. In particular, with known or already determined width of the focal spot is possible to check whether the in 8th shown difference or the signal swing results when a shift of the focal spot takes place, the positions of 3 respectively. 5 should correspond. Thus, this shift or deflection of the beam is checked.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2007063479 A1 [0005]
- US 7409043 B2 [0005]
DE 102004025119 A1 [0005, 0029]
US 7266179 B2 [0005]

Claims

Device for measuring the extent of a focal spot (BF) of an X-ray anode, comprising - a diaphragm ( 11 ), - an absorption structure ( 12 ) for X-radiation, and - a detector ( 13 ) for X-radiation, wherein - the absorption structure ( 12 ) between aperture ( 11 ) and detector ( 13 ) and for a partial absorption of radiated from the focal spot (BF) and through an aperture of the diaphragm ( 11 ) Transmitted X-radiation is configured.

Device according to claim 1, characterized in that the diaphragm ( 11 ) is a slit diaphragm.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the absorption structure ( 12 ) has the form of a wire or a grid.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the absorption structure ( 12 ) parallel to the detector ( 13 ) is displaceable.

Device system consisting of two devices after one of claims 1 to 4, characterized in that the both devices for determining the extent of a focal spot (BF) designed for two, preferably orthogonal, directions are.

Device system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the position of the diaphragm ( 11 ) is variable such that with respect to at least two different directions, the extent of the focal spot can be determined by means of the device system.

Device system according to claim 6, characterized in that the change in the position of the diaphragm ( 11 ) by turning the aperture ( 11 ) is feasible.

Method for measuring the extent of a focal spot (BF) with a device or device system according to one of Claims 1 to 7, comprising - detecting radiation emitted from the focal spot (BF) and through an aperture of the diaphragm (BF) 11 ) transmitted X-radiation, - determination of the total of the detector ( 13 radiation dose received, and determination of the focal spot expansion by means of a relationship between the focal spot extent and the total detected radiation dose.

Method according to claim 8, characterized in that that the relationship by means of measurements and fit the measurements to a Curve was won.

A method according to claim 8 or 9, characterized in that a displacement of the focal spot (BF) or the absorption structure ( 12 ) is carried out.

Method for determining position information relating to a focal spot (BF) by means of a device or a device system according to one of Claims 1 to 5, comprising - shifting the absorption structure ( 12 ) or of the focal spot (BF), - detecting from the focal spot (BF) radiated and through an aperture of the aperture (BF) 11 ) transmitted X-radiation for a plurality of different positions of the absorption structure ( 12 ) or of the focal spot (BF), - determination of the total of the detector ( 13 ) received radiation dose for each of the positions, - determining an extremum of the determined radiation dose, and - detecting the corresponding position as on the focal spot (BF) related position information.

Method according to claim 11, characterized in that that adjusting in accordance with the on the focal spot (BF) related position information is performed.

Method according to one of claims 11 or 12, characterized in that in accordance with the position information a position for measuring the extent of the focal spot (BF) is set according to one of claims 6 to 8.

Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that a measurement of the extent of the focal spot (BF) according to one of claims 6 to 8 carried out becomes.