DE102012204427A1

DE102012204427A1 - Vermessung des Röntgenstrahlfokus eines Röntgengeräts mittels eines Mehrkantenphantoms

Info

Publication number: DE102012204427A1
Application number: DE201210204427
Authority: DE
Inventors: Nicolae Rusca; Joachim Grottel; Ulrich Kühn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2013-09-26

Abstract

In einem Röntgengerät (1), das eine Röntgenquelle (4) und einen Röntgendetektor (5) mit mindestens einer Detektorzeile umfasst, wird mindestens eine geometrische Eigenschaft (R, T, Xr, Xt, Xa, V) eines Röntgenstrahlfokus (7) ermittelt. Das Röntgengerät (1) umfasst ein Kantenphantom (12) mit mindestens zwei Kanten (105). Das Kantenphantom (12) wird zur Ermittlung der mindestens einen geometrischen Eigenschaft (R, T, Xr, Xt, Xa, V) derart im Strahlengang positioniert, dass die räumliche Anordnung der Kanten (105) zu dem Röntgendetektor (5) bekannt ist. Weiterhin wird eine Intensitätsverteilung (I) des auf dem Röntgendetektor (5) auftreffenden Röntgenstrahls (8, 10) detektiert, in der sich mindestens zwei durch die Kanten (105, 110a, 110b) hervorgerufene Schattengrenzen (Gi, Gt) niederschlagen. Anhand der Intensitätsverteilung (I) wird die mindestens eine geometrische Eigenschaft (R, T, Xr, Xt, Xa, V) des Röntgenstrahlfokus (7) ermittelt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung mindestens einer geometrischen Eigenschaft eines Röntgenstrahlfokus in einem Röntgengerät sowie auf ein Röntgengerät zur Durchführung des Verfahrens. Bei dem Röntgengerät handelt es sich insbesondere um einen Computertomographen.
Zur Erzielung einer hohen Bildqualität ist in der bildgebenden Röntgentechnik, und hierbei insbesondere in der Computertomographie, die Kenntnis der geometrischen Eigenschaften, insbesondere Position und Ausdehnung des Röntgenstrahlfokus (nachfolgend kurz Röntgenfokus) wichtig. So ist beispielsweise die Ausdehnung des Röntgenfokus bestimmend für die Auflösung, mit der feine Strukturen durch das Röntgengerät abgebildet werden können. Als Röntgen(strahl)fokus wird hierbei die Fläche bezeichnet, innerhalb der in einer Röntgenröhre der Elektronenstrahl auf der Oberfläche der Anode auftrifft, und von der somit die Röntgenstrahlung ausgeht. Dabei wird als Fläche des Röntgenfokus diejenige Fläche zugrunde gelegt, in der die Intensität der Röntgenstrahlung einen vorgegebenen Schwellenwert, insbesondere einen bestimmten Prozentsatz des Maximalwertes, überschreitet.
Zur Bestimmung der Auflösungsfunktion eines Röntgengeräts wird herkömmlicherweise ein sogenanntes Kantenphantom herangezogen. Das Kantenphantom ist meist durch eine Platte aus röntgenintransparentem Material, beispielsweise Tungsten, gebildet und weist eine präzise bearbeitete (Mess-)Kante auf, die bei Belichtung mit Röntgenstrahlung auf dem Detektor eine definierte Schattengrenze hervorruft. Aus dem Schattengrenzverlauf, das heißt aus der örtlichen Änderung der Lichtintensität am Übergang zwischen der abgeschatteten und der belichteten Detektorfläche kann ein Maß für die Fokusgröße abgeleitet werden. Die präzise bearbeitete Kante dient dabei zur scharfen und homogenen Abbildung der Kante. Das Kantenphantom wird üblicherweise auf dem Objekttisch des Röntgengeräts (bei einem medizinischen Röntgengerät dem Patiententisch) aufgelegt.
Erschwert wird die Vermessung des Röntgenfokus allerdings dadurch, dass der Röntgenfokus bei herkömmlichen Röntgenröhren in der Regel nicht kreisförmig ist, sondern eine komplexere Form aufweist. So hat der Röntgenfokus, da er die elektronenstrahlerzeugende Kathodenwendel abbildet, insbesondere oft eine längliche Form, die in guter Näherung durch ein Rechteck approximiert werden kann. Solche komplexen Formeigenschaften können mittels eines herkömmlichen Kantenphantoms nicht aufgelöst werden. Zudem kann auch die Lage des Röntgenfokus auf der Anodenoberfläche mittels eines herkömmlichen Kantenphantoms nicht, oder allenfalls sehr ungenau bestimmt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und präzise Bestimmung von geometrischen Eigenschaften eines Röntgenstrahlfokus zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird bezüglich eines Verfahrens zur Bestimmung von mindestens einer geometrischen Eigenschaft eines Röntgenstrahlfokus gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich eines Röntgengeräts zur Durchführung des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 13. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird mittels eines Röntgengeräts durchgeführt, das eine Röntgenquelle und einen Röntgendetektor mit mindestens einer Detektorzeile umfasst.
Dabei wird verfahrensgemäß ein Kantenphantom mit mindestens zwei (Mess-)Kanten derart im Strahlengang positioniert, dass die räumliche Anordnung der Kanten zu dem (Röntgen-)Detektor bekannt ist. Mittels des Detektors wird eine Intensitätsverteilung des auf dem Detektor auftreffenden Röntgenstrahls detektiert, in der sich jeweils eine durch jede Kante hervorgerufene Schattengrenze, das heißt ein Übergang zwischen einem belichteten und einem abgeschatteten Abschnitt der Detektorfläche, niederschlägt. Anhand der Intensitätsverteilung wird die mindestens eine geometrische Eigenschaft des Röntgen(strahl-)Fokus ermittelt.
Die Intensitätsverteilung gibt ein Schattenbild der Anordnung der Kanten wieder, das erkanntermaßen abhängig von den geometrischen Eigenschaften des Fokus ist. Aus der Intensitätsverteilung und der bekannten räumlichen Anordnung der Kanten zu dem Detektor sind somit Rückschlüsse auf eine oder mehrere geometrische Eigenschaften des Fokus möglich. Aufgrund der mindestens zwei gleichzeitig durch den Röntgenstrahl belichteten Kanten wird vorteilhafter Weise der Informationsgrad des Schattengrenzverlaufs wesentlich erhöht. Dies ist bereits dann vorteilhaft, wenn lediglich eine einzige geometrische Eigenschaft des Röntgenfokus (beispielsweise ein effektiver Durchmesser) bestimmt werden soll, zumal durch die Auswertung der mindestens zwei Schattengrenzverläufe und die damit einhergehende Redundanz in diesem Fall Messfehler reduziert oder zumindest erkannt werden können. Von besonderem Vorteil ist aber, dass die Auswertung der von mehreren Kanten hervorgerufenen Schattengrenzverläufe die unabhängige Bestimmung mehrerer geometrischer Eigenschaften des Röntgenfokus ermöglicht, wobei die Fokusform, -lage und -größe umso genauer bestimmt werden kann, je mehr Kanten und zugehörige Schattengrenzverläufe berücksichtigt werden. Zudem ist es durch den Einsatz mehrerer Kanten möglich, Fertigungstoleranzen des Kantenphantoms selbst zu bestimmen und damit auch zu korrigieren.
Grundsätzlich kann im Rahmen der Erfindung der von den Kanten hervorgerufene Schattengrenzverlauf unmittelbar an der mittels des Detektors gemessenen Intensitätsverteilung untersucht werden. Vorzugsweise wird aber zunächst durch eine örtliche Ableitung der Intensitätsverteilung, insbesondere eine Ableitung nach einer Detektorzeilenkoordinate, je ein (Ableitungs-)Peak – das heißt ein ausgeprägtes Maximum – für mindestens zwei Schattengrenzen ermittelt, und anhand des Peaks anschließend ein Maß für die Lage und/oder Breite der zugehörigen Schattengrenze bestimmt. Insbesondere wird zur Bestimmung des Peaks der absolute Betrag der örtlichen Ableitung ermittelt. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich der Schattengrenzverlauf in der Ableitung bzw. in deren Betrag aus numerischen Gründen besonders einfach und präzise bestimmen lässt.
Grundsätzlich kann im Rahmen der Erfindung die Breite der Schattengrenze im Rahmen der Erfindung durch die Bestimmung der Peak-Breite des zugehörigen Ableitungs-Peaks bestimmt werden. In einer vorteilhaften Verfahrensvariante wird die Breite jeder Schattengrenze aber stattdessen anhand der Peak-Höhe des jeweiligen Ableitungspeaks bestimmt. Diese Vorgehensweise beruht auf der mathematischen Eigenschaft, dass bei homogener Belichtung des Detektors und der daraus folgenden konstanten Stufenhöhe der Intensitätsverteilung zwischen vollständig belichteten und unbelichteten Bereichen die unter jedem Ableitungs-Peak gebildet Fläche gleich ist. Das heißt, dass das Integral eines jeden Ableitungs-Peaks stets den gleichen Wert aufweist. Damit sind die Peak-Höhe und die Peak-Breite der Ableitungs-Peaks invers miteinander korreliert und können, beispielsweise unter Annahme einer Modellfunktion, (insbesondere einer Gauß-Funktion) für die Peak-Form ineinander umgerechnet werden. Der Vorteil dieser Vorgehensweise liegt darin, dass sich die Peak-Höhe messtechnisch leichter und präziser bestimmen lässt als die Peak-Breite. Insbesondere wird die Peak-Höhe nur in besonders geringem Maße durch Rauscheffekte verfälscht.
In einer zweckmäßigen Verfahrensvariante werden zur Vermessung Röntgenfokus zwei Kanten herangezogen, die schräg oder senkrecht zur Detektorzeilenrichtung ausgerichtet sind. Zur numerischen Vereinfachung sind die Kanten dabei insbesondere senkrecht zur Detektorzeilenrichtung ausgerichtet. Insbesondere bei einem mehrzeiligen Detektor kann abweichend hiervon allerdings auch die Schrägstellung zumindest einer Kante bezüglich der Detektorzeilenrichtung vorteilhaft sein, da eine solche Kante in den verschiedenen Detektorzeilen an unterschiedlicher Stelle abgebildet wird, und somit eine besonders hohe Informationsdichte liefert. Zudem kann durch die Schrägstellung einer Kante der von dieser Kante hervorgerufene Schattengrenzverlauf gezielt „verschmiert“ werden, wodurch die räumliche Auflösung verbessert werden kann, mit der der Schattengrenzverlauf bestimmbar ist.
Wiederum im Sinne der numerischen Vereinfachung sind die mindestens zwei Kanten des Kantenphantoms zweckmäßigerweise parallel zueinander ausgerichtet. Grundsätzlich ist es im Rahmen der Erfindung aber auch denkbar, mindestens zwei Kanten parallel zueinander anzuordnen, insbesondere senkrecht zu der Detektorzeilenrichtung, und eine zusätzliche Kante schräg zu diesen Kanten, um durch diese schräge Kante die räumliche Auflösung zu verbessern.
In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens werden die Lagen von mindestens zwei Schattengrenzen auf dem Detektor bestimmt. Aus diesen Lagen wird anschließend als geometrische Eigenschaft ein Maß für die Position des Röntgenstrahlfokus abgeleitet. Diese Position wird insbesondere als zweidimensionale Ortskoordinate in einer (Abbildungs-)Ebene bestimmt, die von der Detektorzeilenrichtung und einem Zentralstrahl aufgespannt wird. Als Zentralstrahl wird dabei eine Achse bezeichnet, die eine Sollposition des Röntgenfokus mit einem Zentrum des Detektors verbindet, und die dabei insbesondere in einer Symmetrieebene des Detektors liegt.
Um die Position des Fokus in ihrer dritten Dimension (quer zu der vorstehend beschriebenen Abbildungsebene) zu bestimmen, wird in einer vorteilhaften Verfahrensvariante mindestens eine Schattengrenze ermittelt, die von einer Kante hervorgerufen wird, die parallel zur Detektorzeilenrichtung ausgerichtet ist. Diese Verfahrensvariante ist insbesondere bei Detektoren mit mehreren Detektorzeilen vorteilhaft, da hierbei die Lage und Breite der zeilenparallelen Schattengrenze durch Auswertung des Lichtintensitätsverlaufs quer zur Detektorzeilenrichtung einfach und präzise bestimmbar ist.
In einer weiteren Verfahrensvariante wird aus der Lage und Breite mindestens zweier Schattengrenzen auf dem Röntgendetektor als geometrische Eigenschaft ein Maß für die Ausdehnung des Röntgenfokus (nachfolgend: Fokusausdehnung) bestimmt. Die Fokusausdehnung wird dabei zweckmäßigerweise richtungsaufgelöst bestimmt, so dass eine Information über die Anisotropie des Röntgenfokus (d.h. die Abweichung der Fokusform von einer Kreisform) erhalten wird. So werden als Maß für die Fokusausdehnung insbesondere eine Fokuslänge und eine Fokusbreite (d.h. die Ausdehnung des Fokus entlang einer langen Achse bzw. einer kurzen Achse) bestimmt. Die Kenntnis der Fokusausdehnung ist insbesondere für die Bilddatenaufbereitung der im bestimmungsgemäßen Einsatz des Röntgengeräts aufgenommenen Röntgenbilder vorteilhaft, zumal die Fokusausdehnung die Auflösung des Röntgengeräts mitbestimmt. Beispielsweise kann die Fokusausdehnung in der Bilddatenberechnung berücksichtigt und damit die Messgenauigkeit erhöht werden.
Zusätzlich oder alternativ wird wiederum anhand der Lagen und Breiten mindestens zweier Schattengrenzen ein Maß für eine Verkippung des Röntgenfokus bestimmt. Als Maß für die Verkippung des Röntgenfokus wird dabei insbesondere der zwischen der Fokuslängsachse und dem Zentralstrahl gebildete Winkel herangezogen. Die Kenntnis der Verkippung des Fokus ist beispielsweise für die Steuerung der Röntgenleistung vorteilhaft. Ein verkippter Fokus erscheint in der Projektion auf dem Detektor regelmäßig größer als er tatsächlich ist, Die Verkippung des Röntgenfokus kann daher zu einer zu hohen Energieverteilung führen. Zudem kann die Verkippung des Röntgenfokus zu einer Verschlechterung der Wärmedissipation auf der Anode der Röntgenröhre führen.
In einer weiteren vorteilhaften Verfahrensvariante werden die Lagen und Breiten der Schattengrenzen von mindestens vier Kanten auf dem Röntgendetektor bestimmt. Anhand dieser Größen werden unabhängig voneinander sowohl die Fokusbreite als auch die Fokuslänge sowie die Verkippung des Röntgenstrahlfokus bestimmt.
Bevorzugt wird das Verfahren bei einem Röntgengerät eingesetzt, die eine rotierende Anode (nachfolgend: Drehanode) umfasst. Solche Röntgenröhren werden – in Bauform als Drehanodenröhre oder als Drehkolbenröhre – üblicherweise in Computertomographen eingesetzt.
Bei einem Röntgengerät mit einer solchen Röntgenquelle werden in einer zweckmäßigen weiteren Verfahrensvariante die dreidimensionale Position des Röntgenfokus und/oder die Fokusausdehnung zeitaufgelöst detektiert. Anhand der zeitlichen Änderung der Position bzw. der Fokusausdehnung wird dabei gegebenenfalls ein Fehler der Röntgenquelle erkannt und identifiziert.
Beispielsweise wird zur Identifikation des Fehlers ein zeitaufgelöstes Größenverhältnis der Fokusbreite und der Fokuslänge ermittelt. Für den Fall, dass dieses Größenverhältnis mit der Drehzahl der Drehanode oder einem ganzzahligen Vielfachen davon fluktuiert, wird als Fehlerursache ein sogenannter Tellerschlag identifiziert. Unter den Begriff „Tellerschlag“ werden dabei alle Fehler subsummiert, die zu einem unrunden Lauf der Drehanode führen, z.B. eine Unwucht der Drehanode oder eine Unebenheit der Anodenoberfläche.
Für den Fall, dass sich die Position des Fokus auf einer Bahn bewegt, die einer Oberflächengeometrie der Drehanode (Drehanodenschräge) entspricht, wird als Fehlerquelle dagegen ein „Flattern“ (d.h. eine regelmäßige oder unregelmäßige Fluktuation des örtlichen Verlaufs) des die Röntgenstrahlung erzeugenden Elektronenstrahls identifiziert. Ein solcher Fehler kann beispielsweise durch eine elektromagnetische Störung bei der Formung des Elektronenstrahls hervorgerufen werden.
Somit ist es durch die zeitlich aufgelöste Bestimmung der dreidimensionalen Position des Röntgenfokus und der Fokusausdehnung möglich, zwischen mechanischen Schwingungen, dem „Tellerschlag“, und elektromagnetischen Störungen, dem „Flattern“ des Elektronenstrahls, zu unterscheiden.
Das erfindungsgemäße Röntgengerät umfasst eine Röntgenquelle und einen dieser mit Abstand gegenüberliegenden (Röntgen-)Detektor. Der Detektor weist mindestens eine Detektorzeile auf. Des Weiteren umfasst das Röntgengerät ein Kantenphantom, das mindestens zwei (Mess-)Kanten aufweist. Diese Kanten sind dabei in einer vorgegebenen räumlichen Anordnung relativ zu dem Detektor ausgerichtet. Weiterhin umfasst das Röntgengerät eine Steuereinheit. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, eine Intensitätsverteilung des auf dem Detektor auftreffenden Röntgenstrahls zu detektieren, in der sich jeweils eine durch jede Kante hervorgerufene Schattengrenze niederschlägt. Weiterhin ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, anhand der Intensitätsverteilung mindestens eine geometrische Eigenschaft des Röntgen(strahl-)Fokus zu ermitteln. Die Steuereinheit ist somit allgemein zur (automatischen) Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens eingerichtet.
Vorzugsweise sind die Kanten in einer Ebene angeordnet, die sich senkrecht zu einem Zentralstrahl erstreckt. Dadurch ist eine scharfe Abbildung der Kanten auf dem Detektor gewährleistet.
Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass das Kantenphantom frei zwischen der Röntgenquelle und dem Detektor positionierbar ist – beispielsweise auf einem dem Röntgengerät zugeordneten Patiententisch – und durch einen Bediener derart justiert wird, dass die vorgegebene räumliche Anordnung der Kanten zu dem Detektor eingehalten wird. In einer vorteilhaften Gestaltung umfasst das Röntgengerät jedoch einen Halterahmen zur Halterung der Röntgenquelle, an dem – mittelbar oder unmittelbar – auch das Kantenphantom befestigt ist. Die feste Integration des Kantenphantoms in dem Röntgengerät, nämlich die Halterung des Kantenphantoms an dem auch die Röntgenquelle tragenden Halterahmen, ermöglicht eine wesentlich vereinfachte Vermessung des Röntgenfokus. So muss die räumliche Anordnung der Kanten des Kantenphantoms regelmäßig lediglich einmal, und zwar bei einer (ersten) Grundeinrichtung des Röntgengeräts bestimmt und gegebenenfalls einjustiert werden. Während des eigentlichen Betriebs des Röntgengeräts kann dann einfach durch die Steuereinheit auf während dieser Grundeinrichtung hinterlegte Daten zurückgegriffen werden. Dadurch ist insbesondere eine Bestimmung der mindestens einen geometrischen Eigenschaft relativ zu der Position des Kantenphantoms (und dessen Kanten) vereinfacht. Insbesondere werden Messfehler infolge einer Fehljustierung des Kantenphantoms ausgeschlossen.
Bei dem Röntgengerät handelt es sich insbesondere um einen Computertomographen (nachfolgend kurz: CT). In diesem Fall handelt es sich bei dem Halterahmen vorzugsweise um den die Röntgenquelle tragenden Drehkranz einer sogenannten Gantry.
In einer vorteilhaften Ausführung ist das Kantenphantom beweglich an dem Halterahmen gehaltert, so dass es reversibel zwischen einer im Strahlengang zwischen der Röntgenquelle und dem Röntgendetektor angeordneten Messposition und einer aus dem Strahlengang zurückgezogenen Parkposition bewegbar ist. Somit kann das Kantenphantom während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Röntgengeräts in der Parkposition angeordnet sein, so dass der Röntgenstrahl das Kantenphantom ungehindert passieren und einen zu untersuchenden Körper oder Patienten belichten kann. Die Messposition ist zudem einfach, das heißt ohne erneuten Einrichtaufwand, und mit hoher Wiederholgenauigkeit wiederherstellbar.
Grundsätzlich kann das Kantenphantom auch durch eine manuell betätigte Stellmechanik zwischen der Messposition und der Parkposition verschoben werden. Zweckmäßigerweise ist allerdings die Steuereinheit zur automatischen Verstellung des Kantenphantoms zwischen der Messposition und der Parkposition eingerichtet. Dazu ist das Kantenphantom vorzugsweise mittels eines elektrischen Stellantriebs verstellbar.
Die automatische Verstellung des Kantenphantoms begünstigt einerseits die automatisierte Bestimmung der geometrischen Eigenschaft des Fokus. Zudem ist sie vorteilhaft für die Erzielung einer besonders hohen Wiederholgenauigkeit sowie für die Vermeidung von Bedienfehlern.
Ein besonders hoher Informationsgrad für die Bestimmung mindestens einer geometrischen Eigenschaft kann mittels eines Kantenphantoms erreicht werden, das eine Mehrzahl von Kanten aufweist, die entlang einer Detektorzeilenrichtung in unterschiedlich großem Abstand zu dem Zentralstrahl angeordnet sind. Dabei tragen Schattengrenzen, die von der oder jeden zentralen (d.h. zentralstrahl-nahen) Kante hervorgerufen werden, einen vergleichsweise hohen Informationsgrad zu der Ausdehnung und Position des Fokus entlang der Detektorzeilenrichtung bei. Schattengrenzen, die von der oder jeden peripheren (d.h. zentralstrahl-fernen) Kante hervorgerufen werden, tragen dagegen einen vergleichsweise hohen Informationsgrad zu der Ausdehnung und Position des Fokus in der Richtung des Zentralstrahls bei.
Das Kantenphantom weist vorzugsweise mindestens vier Kanten auf.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 in schematischer Frontansicht ein Röntgengerät mit einem daran gehalterten Kantenphantom sowie einer Röntgenquelle,
2 in einer Seitenansicht die Röntgenquelle, das in einer Messposition angeordnete Kantenphantom sowie eine Verstelleinrichtung zur Verstellung des Kantenphantoms,
3 in Ansicht gemäß 2 das Kantenphantom in einer Parkposition,
4 in Ansicht gemäß 2 das Kantenphantom in einer alternativen Messposition,
5 in einer Vorderansicht die Röntgenquelle des Röntgengeräts sowie das in der Messposition angeordnete Kantenphantom,
6 in Draufsicht VI-VI gemäß 2 das Kantenphantom mit der Verstelleinrichtung,
7 in schematischer Vorderansicht die Röntgenquelle mit einem Röntgenstrahlfokus, das Kantenphantom und einen Röntgendetektor sowie durch das Kantenphantom hervorgerufene Schattengrenzen auf dem Röntgendetektor,
8 in einem Flussdiagramm ein von dem Röntgengerät durchgeführtes Verfahren zur Bestimmung der Position und Ausdehnung des Röntgenstrahlfokus,
9 in vergrößerter Ansicht gemäß 5 die Röntgenquelle sowie eine alternative Ausführungsform des Kantenphantoms,
10 in Draufsicht gemäß 6 das Kantenphantom gemäß 9,
11 in schematischer Ansicht gemäß 7 die durch das Kantenphantom gemäß 9 hervorgerufenen Schattengrenzen.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist schematisch ein Röntgengerät in Form eines Computertomographen (nachfolgend CT 1) dargestellt. Das CT 1 umfasst eine Gantry mit einem Grundträger 2 und einem Drehkranz 3, der einen Halterahmen für eine Röntgenquelle 4 bildet. In Gegenüberstellung zu der Röntgenquelle 4 ist ein mehrzeiliger (Röntgen-)Detektor 5 an dem Drehkranz 3 gehaltert.
Von einem (Röntgen-)Fokus 7 der Röntgenquelle 4 geht im Betrieb des CTs 1 ein Fächerstrahl 8 aus. Der Fächerstrahl 8 ist zumindest näherungsweise spiegelsymmetrisch bezüglich eines Zentralstrahls 10, der den Mittelpunkt des Detektors 5 mit einer Sollposition des Fokus 7 verbindet. Der Zentralstrahl 10 liegt dabei in der Symmetrieebene des Detektors 5.
Der Röntgenquelle 4 ist in Strahlrichtung des Fächerstrahls 8 ein ebenfalls an dem Drehkranz 3 angebrachter Kollimator 11 vorgeschaltet. In dem Kollimator 11 sind – neben weiteren und nicht näher dargestellten Strahlformmitteln wie z.B. Blenden – ein Kantenphantom 12 und ein Filter 14 angeordnet. Das Kantenphantom 12 ist an dem Filter 14 gehaltert und zusammen mit dem letzteren verschiebbar in dem Kollimator 11 geführt. Die räumliche Anordnung des Kantenphantoms 12 zu dem Detektor 5 ist dabei eindeutig bestimmt.
Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, weist die Röntgenquelle 4 eine Drehanode 20 auf, auf deren schrägen Randfläche 22 der Fokus 7 liegt. Die Drehanode 20 ist um eine Drehachse 24 rotierbar.
Das CT 1 umfasst gemäß 1 weiterhin eine Steuereinheit in Form eines Rechners 26. Auf dem Rechner 26 ist ein (Steuer- und Auswerte-)Programm 28 lauffähig implementiert. Das Programm 28 umfasst ein Kalibriermodul 30, das zur Durchführung des nachfolgend näher beschriebenen Verfahrens zur Bestimmung von geometrischen Eigenschaften, nämlich der Position und Ausdehnung des Fokus 7 eingerichtet ist.
Der Rechner 26 ist zur Steuerung einer Verstellbewegung des Filters 14 und des Kantenphantoms 12 über eine Steuerleitung 35 mit dem Filter 14 verbunden. Zur Übertragung von Bilddaten von dem Detektor 5 zu dem Rechner 26 ist letzterer über eine Datenleitung 40 mit dem Detektor 5 verbunden. Zur Steuerung der Strahlungsintensität des Fächerstrahls 8 ist der Rechner 26 schließlich über eine Steuerleitung 50 mit einem Röntgenstromgenerator 45 verbunden. Der Röntgenstromgenerator 45 ist wiederum über eine Versorgungsleitung 55 mit der Röntgenquelle 4 verbunden.
In 2 ist das Kantenphantom 12 in einer Messposition 60 dargestellt, in der das Kantenphantom 12 in dem Strahlengang des Fächerstrahls 8 angeordnet ist, so dass das Kantenphantom 12 den Fächerstrahl 8 teilweise abschattet. Das Kantenphantom 12 ist an der dem Filter 14 zugewandten Seite teilweise von einer Abdeckung 65 verdeckt. Durch die Abdeckung 65 wird die auf dem Detektor 5 auftreffende Strahlungsintensität abgeschwächt, um bei Belichtung des Kantenphantoms 12 mit hoher Ausgangs-Strahlungsintensität ein Übersteuern des Detektors 5, das heißt eine Überschreitung der Sättigungsgrenze des Detektors 5 in dem nicht abgeschatteten Detektorbereich zu vermeiden.
Aus 2 ist weiterhin ein Stellantrieb 70 ersichtlich, mittels dessen der Filter 14 und somit das daran gehalterte Kantenphantom 12 aus der Messposition 60 in eine aus dem Strahlengang zurückgezogene Parkposition 75 (dargestellt in 3) verschiebbar ist. Zur präzisen Verschiebung des Filters 14 und des Kantenphantoms 12 ist der Filter 14 auf einer Führungsschiene 80 gelagert. Der Fächerstrahl 8 kann somit, wenn das Kantenphantom 12 in die Parkposition 75 verschoben ist, ungehindert auf den Detektor 5 treffen. Das Kantenphantom 12 und der Filter 14 können mittels des Stellantriebs 70 ausgehend von der in 3 gezeigten Messposition 60 andererseits auch in Gegenrichtung verschoben werden, um den Filter 14 in den Strahlengang des Fächerstrahls 8 zu fahren. In dieser (nicht explizit dargestellten) Betriebsposition des Filters 14 ist das Kantenphantom 12 ebenfalls aus dem Strahlengang des Fächerstrahls 8 herausgeschoben.
In 4 ist das Kantenphantom 12 in einer alternativen Messposition 85 angeordnet. In der Messposition 85 sind der Filter 14 und damit das Kantenphantom 12 derart verstellt, dass der Fächerstrahl 8 direkt auf das Kantenphantom 12 trifft. Dadurch ist der Fächerstrahl 8 nicht durch die Abdeckung 65 abgeschwächt. Dies ist insbesondere bei Belichtung des Kantenphantoms 12 mit einer niedrigen Strahlungsintensität vorteilhaft, um eine gute Messauflösung zu erzielen. Weiterhin ist das Kantenphantom 12 in der Messposition 85 derart positioniert, dass das Kantenphantom 12 die Abbildungsebene des Fächerstrahls 8 gerade tangiert, so dass das Kantenphantom 12 nur teilweise von dem Fächerstrahl 8 belichtet wird.
5 zeigt in vereinfachter Darstellung das Kantenphantom 12 mit Blick entlang der Drehachse 24 in der Messposition 60. Aus der Darstellung ist ersichtlich, dass durch das Kantenphantom 12 eine partielle Abschattung 90 des Fächerstrahls 8 hervorgerufen wird. Die Abschattung 90 wird zu beiden Seiten begrenzt durch jeweils einen Grenzstrahl 95 des Fächerstrahls 8, der eine von zwei (Mess-)Kanten 105 des Kantenphantoms 12 gerade noch passiert. Jeder Grenzstrahl 95 bildet das Zentrum einer Schattengrenze G_i (i = 1, 2), die auf dem Detektor 5 abgebildet wird.
Wie aus 6 ersichtlich ist, sind die beiden Kanten 105 des Kantenphantoms 12 parallel zu der Drehachse 24 ausgerichtet. Zusätzlich zu diesen Kanten 105 umfasst das Kantenphantom 12 zwei weitere (Mess-)Kanten 110a und 110b, die durch zwei Abschnitte der von dem Filter 14 abgewandten Vorderkante des Kantenphantoms 12 gebildet sind. Die Kanten 110a und 110b sind senkrecht zu den Kanten 105 und somit etwa parallel zu den Detektorzeilen ausgerichtet. Das Kantenphantom 12 ist in den Messpositionen 60 und 85 derart bezüglich des Fächerstrahls 8 positioniert, dass in der Messposition 60 die Kante 110a und in der Messposition 85 die Kante 110b von dem Fächerstrahl 8 gerade touchiert wird, so dass mindestens eine Detektorzeile abgeschattet ist.
In 7 ist angedeutet, dass der Fokus 7 eine längliche, zumindest näherungsweise rechteckige Form aufweist. In 7 ist dabei in einer Prinzipskizze schematisch dargestellt, wie dieser rechteckförmiger Fokus 7 bei Belichtung des Kantenphantoms 12 auf einer Zeile des Detektors 5 abgebildet wird. Der zwischen dem Detektor 5 und der Drehanode 20 gebildete Abstand ist dabei stark verkürzt dargestellt.
Unterhalb des Detektors 5 ist in der Darstellung gemäß 7 des Weiteren in einem ersten Diagramm eine aus dem Detektor 5 ausgelesene Intensitätsverteilung I über einer Detektorzeilenkoordinate Z aufgetragen. Die Intensitätsverteilung I weist für jede Schattengrenze G_i einen Übergang U_i (i = 1, 2) zwischen einem belichteten Bereich mit hoher Strahlungsintensität und einem unbelichteten Bereich, entsprechend der Abschattung 90, auf. In einem zweiten Diagramm ist ein Absolutbetrag der Ableitung der Intensitätsverteilung I nach der Detektorzeilenkoordinate Z (nachfolgend: Ableitungsbetrag D) aufgetragen. Jedem Übergang U_i der Intensitätsverteilung I ist in dem Ableitungsbetrag D ein (Ableitungs-)Peak P_i (i = 1, 2) zugeordnet.
Die Ausdehnung des rechteckigen Fokus 7 wird beschrieben durch eine Fokuslänge R und eine Fokusbreite T. In approximativer Betrachtung ist der Fokus 7 mit seiner Längsausdehnung an dem Zentralstrahl 10 ausgerichtet. Im Rahmen dieser Näherung verläuft die Fokuslänge R in Richtung des Zentralstrahls 10 und somit insbesondere in radialer Richtung bezüglich der Drehanode 20. Die Fokusbreite T wird in Richtung der Detektorzeilenkoordinate Z, und somit tangential zur Drehanode 20 gemessen. Eine etwaige Verkippung der Fokuslängsachse gegenüber dem Zentralstrahl 10 soll zunächst vernachlässigt werden.
Weiterhin wird die Position X des Fokus 7 im dreidimensionalen Raum gemäß 2 bis 4 durch eine radiale Koordinate X_r (entlang des Zentralstrahls 10), eine tangentiale Koordinate X_t (in Detektorzeilenrichtung) sowie axiale Koordinate X_a (in Richtung der Drehachse 24, s. 4) beschrieben. Die Koordinaten X_r, X_t und X_a haben insbesondere den Wert Null, wenn sich der Fokus 7 in seiner vorgesehenen Soll-Position auf dem Zentralstrahl 10 befindet.
Sofern der Fokus 7 von dem Zentralstrahl 10 in tangentialer Richtung nicht oder nur geringfügig abweicht (X_t ≈ 0), weisen die Schattengrenzen G_i aufgrund der länglichen Form des Fokus 7 – mithin der von der Fokushöhe R verschiedenen Fokusbreite T – eine mit zunehmendem Abstand der zugehörigen Kante 105 von dem Zentralstrahl 10 wachsende Breite B_i (i = 1, 2) auf. Dies liegt daran, dass die Fokuslänge R durch eine periphere (d.h. dem Zentralstrahl 10 ferne) Kante 105 anteilig mit abgebildet wird, wohingehend eine zentrale (dem Zentralstrahl 10 nahe) Kante 105 im Wesentlichen nur die Schmalseite des Fokus 7 „sieht“ und entsprechend fast ausschließlich die Fokusbreite T abbildet.
Wie 7 zu entnehmen ist, nimmt zudem in dem Ableitungsbetrag die Peak-Höhe PH_i (i = 1, 2) der den Schattengrenzen G_i entsprechenden Peaks P_i mit steigendem Abstand zu dem Zentralstrahl 10 ab. Dies liegt daran, dass bei homogener Bestrahlung des Detektors 5 durch den Fächerstrahl 8 das Integral über alle Peaks P_i gleich ist. Somit ist die Peak-Höhe PH_i invers mit der Breite B_i korreliert. Mit anderen Worten führt eine vergleichsweise breite Schattengrenze G_i zu einem breiten und flachen Peak P_i, während eine schmale Schattengrenze G_i zu einem schmalen und hohen Peak P_i führt.
Die durch die Koordinaten X_r und X_t charakterisierte Lage des Fokus 7 in der Abbildungsebene des Fächerstrahls 8 bestimmt andererseits die Lage L_i (i = 1, 2) der Schattengrenzen G_i auf dem Detektor 5. So führt eine Verschiebung des Fokus 7 in Richtung der radialen Koordinate X_r zu einer Änderung des zwischen den Schattengrenzen G_i gebildeten Abstands, während eine Verschiebung des Fokus 7 in Richtung der tangentialen Koordinate X_t zumindest näherungsweise zu einer Parallelverschiebung der Schattengrenzen G_i in Richtung der Zeilenkoordinate Z führt.
Die durch die axiale Koordinate X_a charakterisierte Lage des Fokus 7 bestimmt – je nach eingestellter Messstellung 60 oder 85 – die Lage einer weiteren Schattengrenze, die durch die Kante 110a bzw. 110b hervorgerufen wird, wobei diese Schattengrenze parallel zur Zeilenkoordinate Z verläuft und daher in 7 nicht sichtbar ist.
Die vorstehend beschriebenen Eigenschaften werden im Rahmen des von dem Kalibriermodul 30 durchgeführten Verfahrens genutzt, um aus der Lage L_i und Breite B_i der auf den Detektor 5 abgebildeten Schattengrenzen G_i der Kanten 105 und 110a automatisch die Lage und Ausdehnung des Fokus 7 zu berechnen.
In einem ersten Verfahrensschritt 120 gemäß 8 dieses Verfahrens verschiebt das Kalibriermodul 30 dabei den Filter 14 mit dem daran befestigten Kantenphantom 12 beispielhaft in die Messposition 60. Anschließend wird der Detektor 5 mittels des Fächerstrahls 8 über das zwischengeordnete Kantenphantom 12 mit Röntgenstrahlung belichtet. Die durch die Schattengrenzen G_i der Kanten 105 hervorgerufene Intensitätsverteilung I wird von dem Detektor 5 erfasst und von dem Kalibriermodul 30 ausgelesen.
In einem zweiten Verfahrensschritt 125 ermittelt das Kalibriermodul 30 aus der erfassten Intensitätsverteilung I den Ableitungsbetrag D. Das Kalibriermodul 30 bestimmt dabei – als inverses Maß für die Breite B_i der Schattengrenzen G_i – die jeweilige Peakhöhe PH_i der Peaks P_i. Des Weiteren ermittelt das Kalibriermodul 30 die dem Schwerpunkt eines jeden Peaks P_i entsprechende Detektorzeilenkoordinate Z als Maß für die Lage L_i der jeweils zugehörigen Schattengrenze G_i auf dem Detektor 5.
Weiterhin bestimmt das Kalibriermodul 30 für jede Schattengrenze G_i anhand ihrer ermittelten Lage L_i auf dem Detektor 5 sowie anhand der bekannten räumlichen Beziehung zwischen der Lage der jeweiligen Kante 105 und dem Detektor 5 einen Winkel W_i (i = 1, 2), unter dem der Fokus 7 durch diese Kante 105 auf dem Detektor 5 abgebildet wird. Der Winkel W_i entspricht dem Winkel, unter dem der einer Schattengrenze G_i zugehörige Grenzstrahl 95 auf dem Detektor 5 auftrifft.
In einem dritten Verfahrensschritt 130 bestimmt das Kalibriermodul 30 aus den Lagen L_i und den Winkeln W_i durch Strahlrückverfolgung der Grenzstrahlen 95 die durch die Koordinaten X_t und X_r charakterisierte Lage des Fokus 7. Als Maß für die Position des Fokus 7 wird dabei insbesondere der durch die Strahlrückverfolgung ermittelte Schnittpunkt der Grenzstrahlen 95 herangezogen.
Ein Maß für die axiale Koordinate X_a des Fokus 7 wird von dem Kalibriermodul 30 durch Auswertung der in Detektorzeilenrichtung verlaufenden Schattengrenze ermittelt, die in der Messposition 60 des Kantenphantoms 12 durch die Kante 110a hervorgerufen wird. Die Lage dieser Schattengrenze auf dem Detektor 5 wird dabei durch vergleichende Auswertung der Intensitätsverteilung I in unterschiedlichen Detektorzeilen ermittelt. Die Koordinate X_a wird wiederum durch Rückverfolgung eines die Schattengrenze mit der Kante 110a verbindenden Grenzstrahls auf den durch die Koordinaten Xr und Xt bereits vorbestimmten Raumpunkt berechnet.
Das Kalibriermodul 30 bestimmt weiterhin ein Maß für die Fokuslänge R und die Fokusbreite T anhand der Breite B_i und des Winkels W_i der beiden Schattengrenzen G_i. Dazu wird durch das Kalibriermodul 30 das Gleichungssystem B_i = T·cosW_i + R·sinW_i GLG 1 mit i = 1, 2 gelöst.
In einem weiteren Verfahrensschritt 135 prüft das Kalibriermodul 30, ob ein Fehler der Röntgenquelle 4 vorliegt. Dazu wird der Ableitungsbetrag D zeitaufgelöst ermittelt und daraus eine Änderung (dreidimensionale) der Position und/oder der Ausdehnung des Fokus 7 über die Zeit bestimmt. Einen Fehlerfall erkennt das Kalibriermodul 30 dabei dann, wenn die Position X bzw. Ausdehnung zeitlich in signifikanter Weise fluktuiert. Beispielsweise berechnet das Kalibriermodul einen zeitlichen Mittelwert der quadrierten zeitlichen Ableitung der Position X, und löst den Fehlerfall dann aus, wenn dieser Mittelwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Um einen erkannten Fehler selektiv einer mechanischen oder elektromagnetischen Ursache zuordnen zu können, ermittelt das Kalibriermodul 30 aus der Fokuslänge R und der Fokusbreite T ein zeitabhängiges Fokusgrößenverhältnis. Das Kalibriermodul 30 erkennt den Fehler dabei als mechanisch (nämlich durch Tellerschlag) bedingt, wenn das Fokusgrößenverhältnis mit der Drehzahl der Drehanode fluktuiert. Beispielsweise filtert das Kalibriermodul 30 das Fokusgrößenverhältnis mit einem auf die Drehzahl der Drehanode 20 abgestimmten Bandpassfilter und erzeugt eine auf den Tellerschlag hinweisende Warnmeldung, wenn das gefilterte Signal einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt.
Andernfalls prüft das Kalibriermodul 30, ob die Positionsänderung des Fokus 7 in den Koordinaten X_r und X_a in einem Verhältnis steht, das dem Anstellwinkel der Randfläche 22 der Drehanode 20 gegenüber der Drehachse 24 entspricht. Gegebenenfalls erkennt das Kalibriermodul 30 als Fehlerursache ein (regelmäßig elektromagnetisch bedingtes) Flattern des Elektronenstrahls und erzeugt eine Warnmeldung, die auf diese Fehlerursache hinweist.
In den 9 und 10 ist eine alternative Ausführung des Kantenphantoms 12 gezeigt. In dieser Ausführung umfasst das Kantenphantom vier Kanten 105 gezeigt, die parallel zu der Drehachse 24 verlaufen, wobei diese Kanten 105 symmetrisch zu dem Zentralstrahl 10 angeordnet sind.
In 11 sind die Intensitätsverteilung I und deren Ableitungsbetrag D dargestellt, die durch die vier Kanten 105 dieses Kantenphantoms 12 hervorgerufen werden. Die Intensitätsverteilung I weist vier Übergänge U_i (i = 1, 2, 3, 4) mit zugehörigen Lagen L_i (i = 1, 2, 3, 4) und Breiten B_i (i = 1, 2, 3, 4) auf, die jeweils der von einer der vier Kanten 105 verursachten Schattengrenze G_i (i = 1, 2, 3, 4) entsprechen. Entsprechend weist der Ableitungsbetrag D vier (Ableitungs-)Peaks P_i (i = 1, 2, 3, 4) mit Peak-Höhen PH_i (i = 1, 2, 3, 4) auf.
Wie aus 11 erkennbar ist, ermöglicht das vorstehend beschriebene Kantenphantom 12, zusätzlich zu der Fokusposition X, der Fokuslänge R und der Fokusbreite T auch eine gegebenenfalls vorhandende Verkippung des Fokus 7 gegenüber der Zentralstrahl 10 zu bestimmen. Als Maß für die Verkippung des Fokus 7 wird dabei insbesondere ein Kippwinkel V herangezogen, der zwischen der Längsachse des Fokus 7 und dem Zentralstrahl 10 gebildet ist. Die von den vier Kanten 105 hervorgerufenen Intensitätsverteilung ist nämlich nur dann gemäß 11 symmetrisch bezüglich des Zentralstrahls 10 (oder, bei einer Verschiebung des Fokus 7 in Richtung der Koordinate X_t, symmetrisch bezüglich einer zum Zentralstrahl 10 parallelen Symmetrieachse), wenn der Fokus 7 mit dem Zentralstrahl 10 ausgerichtet ist (V = 0). Eine Verkippung des Fokus 7 führt dagegen zu einer Unsymmetrie der Intensitätsverteilung I, da der Fokus 7 von einer Detektorseite aus breiter erscheint als von der anderen Detektorseite. Die Ableitungs-Peaks P_i derjenigen Detektorseite, der infolge der Verkippung die Schmalseite des Fokus 7 zugewandt ist, sind dabei schmäler und höher als der jeweils korrespondierende Peak P_i der anderen Detektorseite.
Im Zuge des von dem Kalibriermodul 30 durchgeführten Verfahrens wird zur Bestimmung der Fokusbreite T, der Fokushöhe R und des Kippwinkels V das Gleichungssystem B_i = T·cos(W_i + V) + R·sin(W_i + V) mit i = 1, 2, 3, 4 GLG 2 mit i = 1, 2, 3, 4 gelöst.
Das Verfahren folgt im Übrigen dem im Zusammenhang mit 8 beschriebenen Ablauf.
Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung und deren Ausgestaltungsvarianten auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden.

Claims

Verfahren zur Ermittlung mindestens einer geometrischen Eigenschaft (R, T, X_r, X_t, X_a, V) eines Röntgenstrahlfokus (7) in einem Röntgengerät (1), das eine Röntgenquelle (4) und einen Röntgendetektor (5) mit mindestens einer Detektorzeile umfasst, wobei verfahrensgemäß – ein Kantenphantom (12) mit mindestens zwei Kanten (105) derart im Strahlengang positioniert wird, dass die räumliche Anordnung der Kanten (105) zu dem Röntgendetektor (5) bekannt ist, – eine Intensitätsverteilung (I) des auf dem Röntgendetektor (5) auftreffenden Röntgenstrahls (8, 10) detektiert wird, in der mindestens durch die Kanten (105, 110a, 110b) hervorgerufenen Schattengrenzen (G_i, G_t) niederschlagen, und – anhand der Intensitätsverteilung (I) mindestens eine geometrische Eigenschaft (R, T, X_r, X_t, X_a, V) des Röntgenstrahlfokus (7) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei durch die Bildung der räumlichen Ableitung (D) der Intensitätsverteilung (I) je ein Peak (P_i) für mindestens zwei Schattengrenzen (G_i) ermittelt und anhand des Peaks (P_i) ein Maß für die Lage (Li) und/oder Breite (B_i) der zugehörigen Schattengrenze (G_i) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Breite (B_i) jede Schattengrenze (G_i) anhand der Peakhöhe (PH_i) der Ableitung (D) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mindestens eine geometrische Eigenschaft (R, T, X_r, X_t, V) anhand von mindestens zwei Schattengrenzen (G_i) ermittelt wird, die jeweils von einer schräg oder senkrecht zu einer Detektorzeilenrichtung (Z) ausgerichteten Kante (105) hervorgerufen werden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei diese Kanten (105) parallel zueinander ausgerichtet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Lagen (L_i) mindestens zweier Schattengrenzen (G_i) auf dem Röntgendetektor (5) bestimmt werden und wobei anhand dieser Lagen (L_i) als geometrische Eigenschaft ein Maß (X_t, X_r)für die Position (X) des Röntgenstrahlfokus (7) abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei mindestens eine Schattengrenze (G_i) ermittelt wird, die von einer parallel zur Detektorzeilenrichtung (Z) ausgerichteten Kante (110a, 110b) hervorgerufen wird, wobei anhand dieser Schattengrenze (G_t) ein Maß (X_a) für den Abstand des Röntgenstrahlfokus (7) von einer durch die Detektorzeilenrichtung (Z) und einen Zentralstrahl (10) aufgespannten Ebene ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Lagen (L_i) und Breiten (B_i) mindestens zweier Schattengrenzen (G_i) auf dem Röntgendetektor (5) bestimmt werden, und wobei anhand dieser Lagen (L_i) und Breiten (B_i) als geometrische Eigenschaft ein Maß (R, T) für die Ausdehnung des Röntgenstrahlfokus (7) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei als Maß für die Ausdehnung des Röntgenstrahlfokus (7) eine Fokusbreite (T) und eine Fokuslänge (R) bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Lagen (L_i) und Breiten (B_i) mindestens zweier Schattengrenzen (G_i) auf dem Röntgendetektor (5) bestimmt werden, und wobei anhand dieser Lagen (L_i) und Breiten (B_i) als geometrische Eigenschaft ein Maß (V) für eine Verkippung des Röntgenstrahlfokus (7) bestimmt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 9 und 10, wobei die Lagen (L_i) und Breiten (B_i) der Schattengrenzen (G_i) von mindestens vier Kanten (105) auf dem Röntgendetektor (5) bestimmt werden, und wobei anhand dieser Lagen (L_i) und Breiten (B_i) eine Fokusbreite (T) und eine Fokuslänge (R) sowie ein Maß (V) für eine Verkippung des Röntgenstrahlfokus (7) bestimmt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, wobei bei einer Röntgenquelle (4) mit einer rotierenden Anode (20) die Position (X) und/oder die Ausdehnung des Röntgenstrahlfokus (7) zeitaufgelöst detektiert wird, und wobei anhand der zeitlichen Änderung der Position (X) bzw. Ausdehnung des Röntgenstrahlfokus (7) ein Fehler der Röntgenquelle (4) identifiziert wird.
Röntgengerät (1), – mit einer Röntgenquelle (4) und einem dieser mit Abstand gegenüberliegenden Röntgendetektor (5), der mindestens eine Detektorzeile umfasst, – mit einem Kantenphantom (12), das mindestens zwei Kanten (105) aufweist, die in einer vorgegebenen räumlichen Anordnung relativ zu dem Röntgendetektor (5) ausgerichtet sind, und – mit einer Steuereinheit (26), die dazu eingerichtet ist, eine Intensitätsverteilung (I) des auf dem Röntgendetektor (5) auftreffenden Röntgenstrahls (8, 10) zu detektieren, in der sich mindestens zwei durch die Kanten (105, 110a, 110b) hervorgerufenen Schattengrenzen (G_i, G_t) niederschlagen, und dazu eingerichtet sind, anhand der Intensitätsverteilung (I) mindestens eine geometrische Eigenschaft (R, T, X_r, X_t, X_a, V) des Röntgenstrahlfokus (7) zu ermitteln.
Röntgengerät (1) nach Anspruch 13, mit einem Halterahmen (3) zur Halterung der Röntgenquelle (4), wobei das Kantenphantom (12) an dem Halterahmen (3) befestigt ist.
Röntgengerät (1) nach Anspruch 14, wobei das Kantenphantom (12) beweglich an dem Halterahmen (3) gehaltert ist, so dass es reversibel zwischen einer im Strahlengang zwischen der Röntgenquelle (4) und dem Röntgendetektor (5) angeordneten Messposition (65, 85) und einer aus dem Strahlengang zurückgezogenen Parkposition (75) bewegbar ist.
Röntgengerät (1) nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit (26) zur automatischen Verstellung des Kantenphantoms (12) zwischen der Messposition (60, 85) und der Parkposition (75) eingerichtet ist.