DE102010042683A1

DE102010042683A1 - Einrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Röntgenstrahlung sowie Rechenprogramm und Datenträger

Info

Publication number: DE102010042683A1
Application number: DE102010042683A
Authority: DE
Inventors: Dr. Wagner Marcus; Dr. Thesen Stefan
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2012-04-26
Anticipated expiration: 2030-10-21
Also published as: CN102551776A; US20120099709A1; DE102010042683B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von Röntgenstrahlung zur Untersuchung eines Messobjektes (P) mit wenigstens zwei Spektren von Röntgenstrahlung unterschiedlicher mittlerer Photonenenergien. Die Einrichtung weist wenigstens eine wenigstens zwei voneinander verschiedene Foki (21, 22) umfassende Röntgenröhre (6), zwischen welchen Foki (21, 22) zur Erzeugung von Röntgenstrahlung gewechselt werden kann, wobei von dem jeweiligen Fokus (21, 22) jeweils ein Spektrum von Röntgenstrahlung ausgeht, und ein der wenigstens einen Röntgenröhre (6) derart zugeordnetes Filter (20) auf, dass das von dem ersten Fokus (21) ausgehende Spektrum von Röntgenstrahlung nicht durch den Filter (20) gefiltert wird und das von dem zweiten Fokus (21) ausgehende Spektrum von Röntgenstrahlung derart von dem Filter (20) gefiltert wird, dass die mittlere Photonenenergie des gefilterten Spektrums von Röntgenstrahlung höher ist als die mittlere Photonenenergie des von dem ersten Fokus (21) ausgehenden ungefilterten Spektrums von Röntgenstrahlung. Die Erfindung betrifft außerdem ein das Verfahren umsetzendes Rechenprogramm (13) sowie einen das Rechenprogramm (13) aufweisenden Datenträger (14, 15).

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von Röntgenstrahlung zur Untersuchung eines Messobjektes mit wenigstens zwei Spektren von Röntgenstrahlung unterschiedlicher mittlerer Photonenenergien. Die Erfindung betrifft außerdem ein das Verfahren umsetzendes Rechenprogramm sowie einen das Rechenprogramm aufweisenden Datenträger.
In der Röntgentechnik, insbesondere in der Röntgencomputertomographie gibt es verschiedene Ansätze ein Messobjekt, z. B. einen Patienten, mit Spektren von Röntgenstrahlung unterschiedlicher mittlerer Photonenergie zu scannen, um basierend auf der energieabhängigen Absorption von Röntgenstrahlung durch Gewebe beispielsweise auf unterschiedliche Gewebearten des Patienten oder deren chemische Zusammensetzung schließen zu können.
Die Siemens AG vertreibt beispielsweise ein Computertomographiegerät bzw. einen CT-Scanner mit der Bezeichnung „SOMATOM Definition”, welches bzw. welcher zwei jeweils eine Röntgenröhre und einen Röntgenstrahlendetektor aufweisende, an einer Gantry angeordnete Röntgensysteme umfasst. Im Zuge eines sogenannten „Dual-Energy-Scans” kann die eine Röntgenröhre mit einer verhältnismäßig niedrigen Röhrenspannung von z. B. 80 kV und die andere Röntgenröhre mit einer verhältnismäßig hohen Röhrenspannung von z. B. 140 kV betrieben werden. Auf diese Weise werden mit den zwei Röntgensystemen zwei Datensätze von Messsignalen erhalten, die aufgrund der Spektren unterschiedlicher mittlerer Photonenenergie, die von den beiden Röntgenröhren ausgehen, verschiedene Absorptionsgrade von Röntgenstrahlung aufweisen.
Alternativ zu einem derartigen zwei Röntgensysteme aufweisenden Computertomographiegerät gibt es den Ansatz ein Computertomographiegerät mit nur einem eine Röntgenröhre aufweisenden Röntgensystem derart zur Erzeugung von Spektren von Röntgenstrahlung unterschiedlicher mittlerer Photonenenergie zu betreiben, dass an die Röntgenröhre abwechselnd eine verhältnismäßig niedrige Röhrenspannung von z. B. 80 kV und eine verhältnismäßig hohe Röhrenspannung von z. B. 140 kV angelegt wird. Das Schaltintervall zur abwechselnden Anlegung der verhältnismäßig niedrigen und der verhältnismäßig hohen Spannung kann beispielsweise ca. 300 μs betragen.
Die Schaltdauer kann jedoch nicht beliebig verkürzt werden, da die Röntgenröhre und der der Röntgenröhre zugeordnete Hochspannungsgenerator eine gewisse Trägheit aufweisen, die ein unmittelbares Erreichen der gewünschten Spannung im jeweiligen Schaltzeitpunkt verhindert. Dieser Sachverhalt führt zu Einschränkungen in der Anwendung des Verfahrens der Umschaltung der Röhrenspannung, da für einige Anwendungen, z. B. Anwendungen, bei denen einem Patienten Röntgenkontrastmittel appliziert wird, beispielsweise um Blut führende Gefäße mit Röntgenstrahlung sichtbar machen zu können, die Trägheit nicht toleriert werden kann. So kann sich während des Scans bzw. der Aufnahme von Röntgenprojektionen mit alternierender Röhrenspannung die Konzentration des injizierten Kontrastmittels in einem Gefäß im Laufe des durch die Umschaltung der Spannung langsamer ablaufenden Scans derart geändert haben, dass die ursprünglich gewünschten, auf den Scan mit zwei Spektren von Röntgenstrahlung unterschiedlicher mittlerer Photonenenergie beruhenden Informationen aus den Messsignalen nicht mehr ableitbar sind.
Eine Alternative zur Umschaltung der Röhrenspannung offenbart die DE 10 2004 031 169 A1 , in der ein Computertomographiegerät mit einer Röntgenröhre beschrieben ist, in deren Strahlengang ein Filter mit zwei verschiedenen Filterhälften derart angeordnet ist, dass der von der Röntgenstrahlenquelle ausgehende Strahlenfächer in einen ersten Teilstrahlenfächer mit einem ersten Spektrum von Röntgenstrahlung und in einen zweiten Teilstrahlenfächer mit einem zweiten, von dem ersten verschiedenen Spektrum von Röntgenstrahlung geteilt wird. Eine vergleichbare Anordnung ist auch in der US 4,255,664 sowie in der US 5,570,403 beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Einrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von Röntgenstrahlung, ein Rechenprogramm sowie einen Datenträger der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass gemäß einer weiteren Alternative unter Verwendung einer Röntgenröhre wenigstens zwei Spektren von Röntgenstrahlung unterschiedlicher mittlerer Photonenenergie zur Untersuchung eines Messobjektes erzeugbar sind.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Einrichtung bzw. ein Verfahren zur Erzeugung von Röntgenstrahlung zur Untersuchung eines Messobjektes mit wenigstens zwei Spektren von Röntgenstrahlung unterschiedlicher mittlerer Photonenenergien. Die Einrichtung weist wenigstens eine wenigstens zwei voneinander verschiedene Foki umfassende Röntgenröhre, zwischen welchen Foki zur Erzeugung von Röntgenstrahlung gewechselt werden kann, wobei von dem jeweiligen Fokus jeweils ein Spektrum von Röntgenstrahlung ausgeht, und ein der wenigstens einen Röntgenröhre derart zugeordnetes Filter auf, dass das von dem ersten Fokus ausgehende Spektrum von Röntgenstrahlung nicht durch den Filter gefiltert wird und das von dem zweiten Fokus ausgehende Spektrum von Röntgenstrahlung derart von dem Filter gefiltert wird, dass die mittlere Photonenenergie des gefilterten Spektrums von Röntgenstrahlung höher ist als die mittlere Photonenenergie des von dem ersten Fokus ausgehenden ungefilterten Spektrums von Röntgenstrahlung.
Die Erfinder schlagen demnach vor, eine Röntgenröhre mit einem sogenannten „Springfokus” oder „Flying Focal Spot” zu verwenden. Vorzugsweise weist die Röntgenröhre zwei Foki auf, die bei Verwendung z. B. in einem Computertomographiegerät in Richtung der Systemachse bzw. in Richtung der z-Achse des Computertomographiegerätes relativ zueinander auf der Anode der Röntgenröhre versetzt sind. Technisch erfolgt die Realisierung der zwei Foki derart, dass ein von einer Kathode der Röntgenröhre ausgehender Elektronenstrahl wahlweise auf den ersten und wahlweise auf den zweiten Fokus abgelenkt wird. Von beiden Foki geht jeweils ein Spektrum von Röntgenstrahlung aus, wobei die beiden Spektren hinsichtlich ihrer mittleren Photonenenergie im Wesentlichen gleich sind. Die beiden Spektren von Röntgenstrahlung werden jedoch infolge ihrer voneinander verschiedenen Entstehungsorte, den beiden Foki, in unterschiedliche Raumrichtungen ausgesandt. Die Verwendung eines „Springfokus” hat dabei den Vorteil, dass sehr schnell zwischen den beiden Foki und somit den beiden Raumrichtungen umgeschaltet werden kann. Das Schaltintervall kann beispielsweise 200 μs oder auch weniger je nach Leistungsfähigkeit der Strahlablenkungseinheit betragen.
Der Röntgenröhre bzw. den beiden Foki ist schließlich ein Filter für Röntgenstrahlung derart zugeordnet, dass das von dem ersten Fokus ausgehende Spektrum von Röntgenstrahlung vorzugsweise an dem Filter vorbeiläuft und somit nicht gefiltert wird, während das von dem zweiten Fokus ausgehende Spektrum von Röntgenstrahlung durch den Filter hindurchtreten muss und somit gefiltert wird. Der Filter ist dabei derart ausgelegt, dass das Spektrum der von dem zweiten Fokus ausgehenden Röntgenstrahlung nach der Filterung eine höhere mittlere Photonenenergie aufweist.
Durch die beschriebene Einrichtung ist es also möglich, bei gleichbleibender an die Röntgenröhre angelegter Spannung durch eine abwechselnde Aktivierung der beiden Foki abwechselnd zwei Spektren von Röntgenstrahlung mit unterschiedlicher mittlerer Photonenenergie zur Untersuchung eines Messobjektes zu erzeugen. Der Wechsel zwischen den beiden Spektren kann dabei derart schnell erfolgen, dass z. B. auch CT-Scans unter Verwendung von Kontrastmittel, beispielsweise CT-Angiographie-Scans, als sogenannte „Dual-Energy-Scans” problemlos durchgeführt werden können.
Nach einer Variante der Erfindung weist das der Röntgenröhre bzw. den Foki zugeordnete Filter als Material Zinn auf. Der Filter kann dabei vollständig aus Zinn ausgebildet sein. Das sich im Strahlengang der von dem zweiten Fokus ausgehenden Röntgenstrahlung befindliche Zinn-Filter bewirkt, dass die Röntgenquanten des emittierten Spektrums von Röntgenstrahlung mit einer niedrigen Photonenenergie in dem Zinn-Filter absorbiert bzw. von dem Zinn-Filter herausgefiltert werden. Der hochenergetische Anteil des Spektrums von Röntgenstrahlung kann hingegen durch den Zinn-Filter hindurchtreten. Auf diese Weise weist das gefilterte Spektrum von Röntgenstrahlung eine höhere mittlere Photonenenergie als das von dem ersten Fokus emittierte Spektrum von Röntgenstrahlung auf.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass an die wenigstens eine Röntgenröhre wenigstens zwei voneinander verschiedene Röhrenspannungen anlegbar sind, zwischen denen umgeschaltet werden kann, wobei im Betrieb des zweiten Fokus eine höhere Röhrenspannung an die wenigstens eine Röntgenröhre angelegt ist als im Betrieb des ersten Fokus. Diese Ausführungsform der Erfindung ist insbesondere für Anwendungen vorgesehen, bei denen der Umschaltvorgang bzw. die Zeit für den Umschaltvorgang der Röhrenspannung während eines Scans bzw. der Aufnahme von Röntgenprojektionen in Kauf genommen werden kann. Bei dieser Variante der Erfindung können durch die Verwendung zweier Röhrenspannungen zwei Spektren von Röntgenstrahlung erzeugt werden, die insbesondere hinsichtlich ihrer mittleren Photonenenergie deutlicher voneinander getrennt sind als bei Verwendung nur einer Röhrenspannung. Das Filter bewirkt dabei neben der Energieselektion auch eine Reduzierung der Intensität der Röntgenstrahlung des bei der höheren Röhrenspannung erzeugten Spektrums von Röntgenstrahlung. Dies ist deswegen vorteilhaft, da auch die Geschwindigkeit der Anpassung des Röhrenstroms der Röntgenröhre begrenzt ist, insbesondere beim Wechsel von der niedrigeren auf die höhere Röhrenspannung. Durch den Filter wird daher bei in Bezug auf die Umschaltung der Spannung ungeregeltem bzw. ungesteuertem Röhrenstrom auch die Intensität der Röntgenstrahlung des bei der höheren Röhrenspannung erzeugten Spektrums von Röntgenstrahlung abgesenkt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Dicke des Filters in Abhängigkeit von einem maximalen Röhrenstrom der wenigstens einen Röntgenröhre gewählt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch gelöst durch ein Rechenprogramm, welches eines der vorstehend beschriebenen Verfahren umsetzt, sowie durch einen Datenträger, der ein solches Verfahren umsetzendes Rechenprogramm aufweist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 ein Computertomographiegerät zur Untersuchung eines Patienten,
2 in schematischer Darstellung die Erzeugung zweier Spektren von Röntgenstrahlung unterschiedlicher mittlerer Photonenenergie,
3 und 4 zwei Spektren von Röntgenstrahlung unterschiedlicher mittlerer Photonenenergie.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Komponenten, Gewebe etc. durchwegs mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht zwingend maßstabsgetreu, wobei Maßstäbe zwischen den Figuren variieren können. Auf das in 1 dargestellte Computertomographiegerät 1 wird im Folgenden und ohne Einschränkung der Allgemeinheit nur insoweit eingegangen als es zum Verständnis der Erfindung für erforderlich erachtet wird.
Das in 1 gezeigte Computertomographiegerät 1 weist eine Patientenliege 2 zur Lagerung eines zu untersuchenden Patienten P auf. Das Computertomographiegerät 1 umfasst ferner eine Gantry 4 mit einem um eine Systemachse 5 bzw. z-Achse drehbar gelagerten Röhren-Detektor-System. Das Röhren-Detektor-System weist einander gegenüberliegend eine Röntgenröhre 6 und eine Röntgendetektoreinheit 7 auf. Im Betrieb geht von der Röntgenröhre 6 Röntgenstrahlung 8 in Richtung der Röntgendetektoreinheit 7 aus, und wird mittels dieser in Form von Messsignalen erfasst.
Die Patientenliege 2 weist einen Liegensockel 9 auf, an dem eine zur eigentlichen Lagerung des Patienten P vorgesehene Patientenlagerungsplatte 10 angeordnet ist. Die Patientenlagerungsplatte 10 ist derart relativ zu dem Liegensockel 9 verstellbar, dass die Patientenlagerungsplatte 10 mit dem Patienten P in die Öffnung 3 der Gantry 4 zur Aufnahme von 2D-Röntgenprojektionen von dem Patienten P, z. B. in einem Spiralscan, eingeführt werden kann. Die rechnerische Verarbeitung der 2D-Röntgenprojektionen bzw. die Rekonstruktion von Schichtbildern und/oder eines Volumendatensatzes von einer Körperregion des Patienten P basierend auf den 2D-Röntgenprojektionen erfolgt mit einem schematisch dargestellten Bildrechner 11 des Computertomographiegerätes 1.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung erfolgt mit dem Computertomographiegerät 1 eine Untersuchung des Herzens des Patienten P in Form einer CTA (CT-Angiographie), bei der dem Patienten P zunächst ein beispielsweise jodhaltiges Kontrastmittel in ein blutführendes Gefäß appliziert wird. Die Untersuchung soll als „Dual-Energy-Scan” durchgeführt werden, d. h. der das Herz des Patienten P aufweisende Körperbereich des Patienten P soll mit zwei Spektren von Röntgenstrahlung verschiedener mittlerer Photonenenergie gescannt werden. Der Scan bzw. die Aufnahme von 2D-Röntgenprojektionen aus unterschiedlichen Richtungen vom Herzen des Patienten erfolgt bevorzugt als Spiralscans. Aus den aufgenommenen 2D-Röntgenprojektionen bzw. deren Messsignale werden mit Hilfe des Bildrechners 11 Schichtbilder vom Herzen bzw. wird mit Hilfe des Bildrechners 11 ein Volumendatensatz vom Herzen des Patienten rekonstruiert.
Um dies mit der nur einen Röntgenröhre 6 bewerkstelligen zu können, weist die Röntgenröhre 6 zwei Foki bzw. zwei Fokuspunkte auf der in den Figuren nicht dargestellten Anode der Röntgenröhre 6 auf. Die Röntgenröhre 6 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung derart in der Gantry 4 angeordnet, dass die zwei Foki einen Versatz in Richtung der Systemachse 5 bzw. der z-Achse auf der Anode der Röntgenröhre 6 aufweisen. Technisch werden die beiden Foki derart realisiert, dass ein von einer ebenfalls in den Figuren nicht dargestellten Kathode der Röntgenröhre 6 ausgehender Elektronenstrahl wahlweise auf den einen Fokus und wahlweise auf den anderen Fokus zur Erzeugung abgelenkt wird. Von beiden Foki geht jeweils ein Spektrum von Röntgenstrahlung aus, welche beiden Spektren im Wesentlichen gleich sind. Dieses Prinzip ist allgemein auch als Springfokus oder „Flying Focal Spot” bei Röntgenröhren bekannt.
Des Weiteren ist der Röntgenröhre 6 bzw. den zwei Foki 21, 22 der Röntgenröhre 6 ein Filter 20 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ein Filter 20 aus Zinn zugeordnet, wie dies in 2 schematisch dargestellt ist. Die Röntgenröhre 6 bzw. die beiden Foki 21, 22 und das Filter 20 sind derart relativ zueinander angeordnet, dass die von dem ersten Fokus 21 ausgehende Röntgenstrahlung nicht von dem Filter 20 gefiltert wird bzw. nicht durch das Filter 20 hindurchtritt, so dass das zu dem Fokus 21 gehörende Spektrum von Röntgenstrahlung in Bezug auf das Filter 20 unverändert bleibt. Das zu dem Fokus 21 gehörende Spektrum von Röntgenstrahlung ist in 3 veranschaulicht. Nach Durchtritt durch den Patienten P trifft die von dem ersten Fokus 21 ausgehende Röntgenstrahlung auf den Röntgenstrahlendetektor 7, wie dies in 2 schematisch dargestellt ist.
Im Gegensatz hierzu muss die von dem zweiten Fokus 22 ausgehende Röntgenstrahlung durch das Filter 20 hindurchtreten bzw. wird von dem Filter 20 gefiltert, so dass das zu dem Fokus 22 gehörende Spektrum von Röntgenstrahlung, welches ursprünglich dem in 2 gezeigten Spektrum gleicht, verändert wird. Das Zinn-Filter 22 bewirkt dabei, dass vergleichsweise niederenergetische Röntgenstrahlung bzw. Röntgenquanten in dem Filter 20 absorbiert werden, so dass sich das zu dem Fokus 22 gehörende, in 4 veranschaulichte Spektrum von Röntgenstrahlung ergibt. Aus dem Vergleich der in 3 und 4 gezeigten Spektren von Röntgenstrahlung lässt sich erkennen, dass die mittlere Photonenenergie – jeweils erkennbar an der gestrichelten Linie 23 – des gefilterten Spektrums höher ist als die des ungefilterten Spektrums. Dadurch sind durch die die Röntgenröhre 6 und das Filter 20 aufweisende Einrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung die Voraussetzungen geschaffen, Röntgenaufnahmen mit zwei Spektren von Röntgenstrahlung unterschiedlicher mittlerer Photonenenergie aufzunehmen. Nach Durchtritt durch den Patienten P trifft auch die von dem zweiten Fokus 22 ausgehende Röntgenstrahlung auf den Röntgenstrahlendetektor 7, wie dies in 2 schematisch mit gestrichelten Linien dargestellt ist.
Im Zuge des „Dual-Energy-Scans” des Patienten P können demnach basierend auf der Technik des Springfokus 21, 22 sowie basierend auf dem Zinn-Filter 20 aus unterschiedlichen Richtungen 2D-Röntgenprojektionen von dem das Herz aufweisenden Körperbereich des Patienten P mit den zwei Spektren von Röntgenstrahlung unterschiedlicher mittlerer Photonenenergie an quasi derselben Position des Röntgensystems relativ zum Patienten P aufgenommen werden. Die für jedes Spektrum von Röntgenstrahlung aufgenommenen 2D-Röntgenprojektionen werden anschließende von dem Bildrechner 11 verarbeitet, welcher für jedes Spektrum von Röntgenstrahlung Schichtbilder bzw. einen Volumendatensatz rekonstruiert. Des Weiteren sind weitere Auswertungen möglich, um beispielsweise bestimmte Gewebe bzw. Gewebezusammensetzungen zu identifizieren.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung ist der Bildrechner 11 mit einer Recheneinheit 12 des Computertomographiegerätes verbunden, welche im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung eine Steuer- und Bedieneinheit des Computertomographiegerätes ist und ein Rechenprogramm 13 aufweist, welches das beschriebene Betriebsverfahren zur Erzeugung von zwei Spektren von Röntgenstrahlung unterschiedlicher mittlerer Photonenenergie umsetzt. Das Rechenprogramm 13 kann von einem tragbaren Datenträger 14, z. B. von einer CD oder von einem Memory Stick, oder auch von einem Server 15, der auch als Datenträger für das Rechenprogramm 13 in Frage kommt, über ein Netzwerk 16 in die Recheneinheit geladen worden sein. Das Netzwerk 16 muss nicht ausschließlich ein z. B. krankenhausinternes Netzwerk, sondern kann auch teilweise z. B. das Internet oder ein anderes öffentliches Netzwerk umfassen. Das Rechenprogramm ist als Aufnahmemodus an der Recheneinheit 12 auswählbar und startbar. In dem Rechenprogramm ist dabei unter anderem die Frequenz für den Wechsel des Fokus festgelegt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, beim Wechsel zwischen den Foki 21, 22 zusätzlich die an die Röntgenröhre 6 gelegte Röhrenspannung zu verändern. Im Falle des in 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird synchron mit dem Betrieb des Fokus 21 eine Röhrenspannung von 80 kV und synchron mit dem Betrieb des Fokus 22 eine Röhrenspannung von 140 kV an die Röntgenröhre 6 angelegt. Neben einer deutlich besseren Trennung der beiden Spektren von Röntgenstrahlung im Hinblick auf deren mittlerer Photonenenergie werden bei Betrieb des zweiten Fokus 22, bei dem die hohe Röhrenspannung an der Röntgenröhre 6 anliegt, durch das Filter 20 zudem höherenergetische Photonen aus dem Spektrum herausgefiltert, so dass der Patient P nicht mit einer unnötig hohen Dosis an Röntgenstrahlung belastet wird. Dieser Effekt ist insofern von Bedeutung, da der Röhrenstrom nicht simultan beim jeweiligen Wechsel der Röhrespannung angepasst, d. h. im Fall des Wechsels auf die höhere Spannung zur Reduzierung der Dosis an Röntgenstrahlung reduziert werden kann.
Insbesondere für diesen Betriebsmodus ist es vorgesehen, die Dicke des Filters in Richtung der Ausbreitung der Röntgenstrahlung auf den Röntgenstrahlendetektor 7 zu und damit seine Absorptionseigenschaft an den maximalen Röhrenstrom anzupassen, so dass die Dosis an Röntgenstrahlung, welche einem Patienten appliziert wird, gesenkt werden kann.
Im Unterschied zu den beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung können auch andere Spannungen an die Röntgenröhre angelegt werden.
Des Weiteren könnte der Fokus auch in einer anderen Richtung als der z-Richtung beispielsweise in φ-Richtung (vgl. 1), also quasi in Drehrichtung der Gantry verlagert werden, um zwei Foki zu erhalten, die abwechselnd betrieben werden.
Darüber hinaus könnte die Röntgenröhre auch mehr als zwei Foki aufweisen, denen Filter entsprechend zugeordnet oder auch nicht zugeordnet sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004031169 A1 [0006]
US 4255664 [0006]
US 5570403 [0006]

Claims

Einrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung zur Untersuchung eines Messobjektes (P) mit wenigstens zwei Spektren von Röntgenstrahlung unterschiedlicher mittlerer Photonenenergien, aufweisend – wenigstens eine wenigstens zwei voneinander verschiedene Foki (21, 22) umfassende Röntgenröhre (6), zwischen welchen Foki (21, 22) zur Erzeugung von Röntgenstrahlung gewechselt werden kann, wobei von dem jeweiligen Fokus (21, 22) jeweils ein Spektrum von Röntgenstrahlung ausgeht, und – ein der wenigstens einen Röntgenröhre (6) derart zugeordnetes Filter (20), dass das von dem ersten Fokus (21) ausgehende Spektrum von Röntgenstrahlung nicht durch den Filter (20) gefiltert wird und das von dem zweiten Fokus (21) ausgehende Spektrum von Röntgenstrahlung derart von dem Filter (20) gefiltert wird, dass die mittlere Photonenenergie des gefilterten Spektrums von Röntgenstrahlung höher ist als die mittlere Photonenenergie des von dem ersten Fokus (21) ausgehenden ungefilterten Spektrums von Röntgenstrahlung.
Einrichtung nach Anspruch 1, bei dem das Filter (20) als Material Zinn aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei dem an die wenigstens eine Röntgenröhre (6) wenigstens zwei voneinander verschiedene Röhrenspannungen anlegbar sind, zwischen denen umgeschaltet werden kann, wobei im Betrieb des zweiten Fokus (22) eine höhere Röhrenspannung an die wenigstens eine Röntgenröhre (6) angelegt ist als im Betrieb des ersten Fokus (21).
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Dicke des Filters (20) in Abhängigkeit von einem maximalen Röhrenstrom der wenigstens einen Röntgenröhre (6) gewählt wird.
Verfahren für eine Einrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung zur Untersuchung eines Messobjektes (P) mit wenigstens zwei Spektren von Röntgenstrahlung unterschiedlicher mittlerer Photonenenergien mit wenigstens einer Röntgenröhre (6), welche wenigstens zwei voneinander verschiedene Foki (21, 22) aufweist, zwischen welchen Foki (21, 22) zur Erzeugung von Röntgenstrahlung gewechselt werden kann, wobei von dem jeweiligen Fokus (21, 22) jeweils ein Spektrum von Röntgenstrahlung ausgeht, und wobei der wenigstens einen Röntgenröhre (6) ein Filter (20) derart zugeordnet ist, dass im Betrieb des ersten Fokus (21) das von dem ersten Fokus (21) ausgehende Spektrum von Röntgenstrahlung nicht durch den Filter (20) gefiltert wird und im Betrieb des zweiten Fokus (22) das von dem zweiten Fokus (22) ausgehende Spektrum von Röntgenstrahlung derart von dem Filter (20) gefiltert wird, dass die mittlere Photonenenergie des gefilterten Spektrums von Röntgenstrahlung höher ist als die mittlere Photonenenergie des von dem ersten Fokus (21) ausgehenden ungefilterten Spektrums von Röntgenstrahlung.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Filter (20) als Material Zinn aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die wenigstens zwei Foki (21, 22) abwechselnd betrieben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem an die wenigstens eine Röntgenröhre (6) wenigstens zwei voneinander verschiedene Röhrenspannungen abwechselnd angelegt werden, wobei bei Betrieb des zweiten Fokus (22) stets die höhere der wenigstens zwei voneinander verschiedenen Röhrenspannungen an die wenigstens eine Röntgenröhre (6) angelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem die Dicke des Filters (20) in Abhängigkeit von einem maximalen Röhrenstrom der wenigstens einen Röntgenröhre (6) gewählt wird.
Rechenprogramm (13), welches eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9 umsetzt.
Datenträger (14, 15) aufweisend ein Rechenprogramm (13) nach Anspruch 10.