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Die Erfindung betrifft einen Röntgendetektor, insbesondere für ein bildgebendes medizinisches Gerät, umfassend einen aus Wandungen aufgebauten Streustrahl-Kollimator, eine Messschicht mit einer regelmäßigen Anordnung von Messzellen und eine Auswerteeinheit. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Röntgendetektors.
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Wird Röntgenstrahlung für ein bildgebendes Verfahren genutzt, so wird diese typischerweise in einer Röntgenröhre generiert und dabei von einer relativ kleinen Fläche an einer Anode abgestrahlt, die meist in guter Näherung als punktförmige Röntgenstrahlungsquelle betrachtet werden kann und typischerweise als Röntgenfokus bezeichnet wird. Zur Durchführung des bildgebenden Verfahrens wird zudem häufig ein Röntgenstrahlungsdetektor genutzt, welcher aus regelmäßig angeordneten Detektorelementen oder Detektorpixeln aufgebaut ist.
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Bei der Untersuchung eins Objektes oder Patienten mittels eines solchen Aufbaus aus Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor soll in der Regel die durch das Objekt bzw. den Patienten hervorgerufene Abschwächung der von der Röntgenstrahlungsquelle ausgehenden Röntgenstrahlung auf dem direkten Weg hin zu den Detektorelementen erfasst werden, weswegen vielfach zusätzlich ein sogenannter Streustrahl-Kollimator (anti scatter-grid) eingesetzt wird, der auf den Detektorelementen platziert wird.
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Ein entsprechender Streustrahl-Kollimator ist meist aus einer Vielzahl von Wandungen aufgebaut, mit denen eine wabenartige Struktur realisiert wird. Mit Hilfe dieser Wabenstruktur wird auf einfache Weise Röntgenstrahlung, die sich nicht entlang einer geradlinigen Verbindung zwischen dem Röntgenfokus und einem Detektorelement fortpflanzt, in den Wandungen des Streustrahl-Kollimators absorbiert, während Röntgenstrahlung, die sich entlang einer Geraden zwischen dem Röntgenfokus und einem Detektorelement ausbreitet, ohne eine relevante Beeinflussung durch den Streustrahl-Kollimator zum Detektorelement gelangt. Dazu werden die Wandungen des Streustrahl-Kollimators, und meist auch die Detektorelemente, zum Röntgenfokus hin ausgerichtet.
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Dabei bedingt eine Änderung der Fokusposition eine Änderung der Positionierung von Röntgenfokus und Röntgendetektor, einschließlich Streustrahl-Kollimator, relativ zueinander, was quasi zu einer Fehlausrichtung von Röntgenstrahlungsquelle und Röntgenstrahlungsdetektor zueinander und infolgedessen zu einer Reduzierung der mit dieser Anordnung erzielbaren Bildqualität führt. Zur Vermeidung entsprechender Qualitätseinbußen besteht die Möglichkeit, entweder die Ausrichtung von Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor zueinander zu korrigieren oder die generierten Bilddaten mit Hilfe eines Korrektur-Algorithmus aufzubereiten. In beiden Fällen besteht dabei die Notwendigkeit, die Position des Röntgenfokus relativ zum Röntgendetektor und damit auch zum Streustrahl-Kollimator zu bestimmen.
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In der Offenlegungsschrift
US 2011/0176663 A1 ist eine Vorrichtung beschrieben, mit deren Hilfe die entsprechende Röntgenfokusposition bestimmt werden kann. Dabei kommt ein Streustrahl-Kollimator zum Einsatz, der aus mehreren Streustrahl-Kollimator-Modulen aufgebaut ist, die jeweils gegeneinander verkippt sind. Die relative Ausrichtung der einzelnen Streustrahl-Kollimator-Module zueinander ist bekannt und durch eine Auswertung der Messsignale der den Streustrahl-Kollimator-Modulen zugeordneten Detektorelemente wird ermittelt, welches der Streustrahl-Kollimator-Module am Besten relativ zum Röntgenfokus ausgerichtet ist.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Röntgendetektor und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Röntgendetektors anzugeben.
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Bezüglich des Röntgendetektors wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Röntgendetektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die rückbezogenen Ansprüche beinhalten teilweise vorteilhafte und teilweise für sich selbst erfinderische Weiterbildungen dieser Erfindung.
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Der Röntgendetektor ist insbesondere für ein bildgebendes medizinisches Gerät, wie einen Computertomographen, vorgesehen und umfasst einen aus Wandungen aufgebauten Streustrahl-Kollimator, eine Messschicht mit einer regelmäßigen Anordnung von Messzellen sowie eine Auswerteeinheit. Dabei deckt der Streustrahl-Kollimator die Messschicht in guter Näherung vollständig ab und ist bevorzugt zusammen mit der Messschicht auf einen bestimmten Fokuspunkt ausgerichtet. Zudem ist die Auswerteeinheit derart eingerichtet, dass diese eine Fokusposition einer Röntgenstrahlungsquelle relativ zum Fokuspunkt basierend auf einem lokalen Intensitätsunterschied von auf der Messschicht auftreffender Röntgenstrahlung ermittelt.
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Basierend auf der ermittelten Fokusposition erfolgt dann beispielsweise eine Ansteuerung der Röntgenstrahlungsquelle derart, dass die Fokusposition bei Bedarf korrigiert wird, bis eine günstige Position erreicht ist, oder die mittels der Messschicht generierten Messsignale werden basierend auf der ermittelten Fokusposition aufbereitet, so dass eine durch eine ungünstige Fokusposition hervorgerufene Reduzierung der mittels des bildgebenden Verfahrens erreichbaren Bildqualität durch die Aufbereitung kompensiert wird.
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Die Ermittelung der Fokusposition durch die Auswerteeinheit erfolgt dabei unter der Annahme, dass dem Röntgendetektor im Betrieb eine Röntgenstrahlungsquelle zugeordnet ist und in einer Anordnung gemeinsam mit diesem für ein bildgebendes Verfahren genutzt wird. Jene Röntgenstrahlungsquelle kann hierbei in guter Näherung als punktförmige Röntgenstrahlungsquelle betrachtet werden, deren Position nachfolgend als Fokusposition bezeichnet wird. Diese Fokusposition, also die Position der punktförmigen Röntgenstrahlungsquelle wird im Betrieb des Röntgendetektors überwacht oder zumindest in bestimmten Betriebszuständen ermittelt.
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Weiter wird davon ausgegangen, dass je nach Position der punktförmigen Röntgenstrahlungsquelle, also je nach Fokusposition, ein unterschiedlich großer Anteil der ungestreuten Röntgenstrahlung durch die Wandungen des Streustrahl-Kollimators absorbiert wird. Grund hierfür ist eine durch die Wandungen verursachte Schattenausbildung auf der Messschicht, wobei die Ausdehnung der Schatten von der Fokusposition abhängt. Infolgedessen werden dann lokale Intensitätsunterschiede von auf der Messschicht auftreffender Röntgenstrahlung hervorgerufen, was letzten Endes auch zu lokalen Unterschieden bei den von der Messschicht generierten Messsignalen führt. Im Prinzip wird also zumindest eine Wandung genutzt, um eine Art Sonnenuhr zu realisieren, mit welcher die Position der punktförmigen Röntgenstrahlungsquelle, die dabei quasi als Sonne wirkt, bestimmt wird.
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Im einfachsten Fall ist es hierbei vorgesehen, zur Ermittlung der Fokusposition Unterschiede zwischen von einzelnen Messzellen erfassten Intensitäten zu bestimmen. Es werden also beispielsweise die Messsignale zweier benachbarter und durch eine Wandung getrennter Messzellen in Relation gesetzt, woraus sich dann ermitteln lässt, unter welchem Winkel die von der punktförmigen Röntgenstrahlungsquelle abgestrahlte und ungestreute Röntgenstrahlung auf diese Wandung auftrifft. Ist zudem, wie beispielsweise bei einem Computertomographen, davon auszugehen, dass sich die Fokusposition lediglich auf einer Zylindermantelfläche oder einer Kugeloberfläche bewegt ohne diese Fläche zu verlassen, so lässt sich aus diesen Informationen die Relativposition der punktförmigen Röntgenstrahlungsquelle, also die Fokusposition, relativ zum Röntgendetektor und damit auch zum Streustrahl-Kollimator berechnen.
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Als Bezugspunkt für die Fokusposition dient dabei der Fokuspunkt, der durch die Konstruktion des Röntgendetektors und durch die Position desselben in einer Anordnung aus Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor vorgegeben ist. Wird eine punktförmige Röntgenstrahlungsquelle an diesem Fokuspunkt positioniert, so sind Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor zueinander ausgerichtet. Im Falle einer flach ausgebildeten Messschicht beispielsweise liegt der Fokuspunkt auf einer Geraden, die durch den Flächenschwerpunkt der Oberfläche der Messschicht und parallel zur Oberflächennormalen verläuft. Ebenfalls verbreitet sind Röntgendetektoren mit einer Messschicht mit einer gekrümmten Oberfläche, wobei deren Fokuspunkt der Spitze eines geraden Kegels entspricht, so dass die Oberfläche der Messschicht durch eine Kegelschnittfläche gegeben ist, deren Punkte einen einheitlichen Abstand zum Fokuspunkt haben. Bei einem derart ausgebildeten Röntgendetektor weist häufig auch der Streustrahl-Kollimator eine daran angepasste Gestaltung auf, wobei die Wandungen entlang der Grenzen zwischen Messzellen der Messschicht verlaufen und sich zudem in Richtung des Fokuspunkt ausdehnen.
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Einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante des Röntgendetektors entsprechend begrenzen die Wandungen des Streustrahl-Kollimators jede Messzelle und legen somit die Nutzfläche der Messzellen fest. Die Messzellen sind dabei weiter bevorzugt rechteckig oder quadratisch gestaltet und insbesondere von vier Wandungen eingerahmt, wobei durch die gewählte Wandstärke der Wandungen festgelegt wird, wie groß die Fläche ist, die durch die Wandungen auf der Messschicht abgedeckt wird und somit auch wie groß die jeweils von vier Wandungen eingerahmte und freibleibende Fläche einer jeden Messzelle ist, welche hierdurch als Nutzfläche zur messtechnischen Erfassung von Röntgenstrahlung genutzt wird. Die Messzellen werden dabei durch mehrere regelmäßig angeordnete Sensorpixel gebildet oder aber ein einzelnes Sensorpixel bildet eine einzelne Sensorzelle.
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Außerdem weist der Streustrahl-Kollimator einen ersten Typ Wandungen und einen abweichend gestalteten zweiten Typ Wandungen auf, wobei jener Streustrahl-Kollimator weiter bevorzugt vorwiegend aus Wandungen des ersten aufgebaut ist und vereinzelt Wandungen des zweiten Typs aufweist. Die Verwendung unterschiedlich gestalteter Wandungen ist insbesondere dann ein Vorteil, wenn nicht alle Messzellen der Messschicht oder vielmehr deren Messsignale genutzt werden, um die Fokusposition zu bestimmen. In diesem Fall werden Wandungen im Bereich der Messzellen, deren Signale zur Bestimmung der Fokusposition herangezogen werden, derart gestaltet, dass durch deren Form das Auftreten lokaler Intensitätsunterschiede von auf der Messschicht auftreffende Röntgenstrahlung begünstigt wird, während die übrigen Wandungen bevorzugt derart gestaltet werden, dass kleinere Abweichungen der Fokusposition vom Fokuspunkt möglichst keine Reduzierung der mit der Anordnung aus Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor erzielbaren Bildqualität hervorrufen. Bevorzugt werden also nur einige wenige Messzellen für die Ermittlung der Fokusposition genutzt, während alle Messzellen für die Bildgenerierung im Rahmen des bildgebenden Verfahrens genutzt werden.
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Dabei weist der erste Typ Wandungen eine Basiswandstärke und im an die Messschicht angrenzenden Bereich eine erste Sockelwandstärke auf, die im Vergleich zur Basiswandstärke größer ist. Zudem ist die Ausgestaltung des zweiten Typs Wandungen derart, dass deren Wandungen eine Basiswandstärke aufweisen und im an die Messschicht angrenzenden Bereich eine zweite Sockelwandstärke aufweisen, die im Vergleich zur ersten Sockelwandstärke kleiner ist und die bevorzugt der Basiswandstärke entspricht.
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Durch die gegenüber der Basiswandstärke verbreiterte erste Sockelwandstärke des ersten Typs Wandungen wird durch diese Wandungen eine größere Fläche der Messzellen abgedeckt. Dieser durch die Verbreiterung der Wandstärke zusätzlich abgedeckte Bereich entspricht in etwa dem Bereich, auf dem sich ein Schatten bei entsprechender leichter Variation der Fokusposition ausbildet. Da aber dieser Bereich aufgrund der verbreiterten ersten Sockelwandstärke permanent abgedeckt ist und somit nicht zur Messsignalgenerierung beiträgt, haben entsprechende leichtere Variationen der Fokuspositionen keinen negativen Einfluss auf die Generierung der Messsignale der entsprechenden Messzellen. Gerade dieser negative, eigentlich unerwünschte, Einfluss wird bei einem hier vorgestellten Röntgendetektor genutzt, um die Fokusposition zu bestimmen, weswegen zumindest in einzelnen Teilbereichen auf der Messschicht Wandungen des zweiten Typs positioniert werden, deren zweite Sockelwandstärke kleiner ist als die erste Sockelwandstärke.
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Zudem sind insbesondere benachbarte Messzellen, deren Messsignale zur Ermittlung der Fokusposition genutzt werden, durch Wandungen des zweiten Typs getrennt und weiter bevorzugt ist jede Messzelle, deren Messsignale zur Ermittlung der Fokusposition genutzt werden, durch unterschiedlich gestaltete Wandungen des Streustrahl-Kollimators begrenzt oder gar eingerahmt. Im einfachsten Fall also weist der Streustrahl-Kollimator lediglich eine einzige Wandung des zweiten Typs auf, welche zwei benachbarte Messzellen voneinander trennt, und zur Bestimmung der Fokusposition werden lediglich die Messsignale dieser beiden Messzellen aufwertet. Bei dieser Variante lassen sich Änderungen der Fokusposition bestimmen, sofern sich die punktförmige Röntgenstrahlungsquelle entlang einer einfachen Bahnkurve bewegt. Sind komplexere Bewegungen der punktförmigen Röntgenstrahlungsquelle möglich, werden die Messsignale von einer größeren Anzahl von Messzellen zur Bestimmung der Fokusposition herangezogen und der Streustrahl-Kollimator weist eine größere Anzahl von Wandungen des zweiten Typs auf. Dabei sind die Wandungen des zweiten Typs vorteilhafterweise entlang nicht nur einer, sondern zweier bevorzugt orthogonal zueinander verlaufender Richtungen angeordnet.
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Die Bestimmung der Fokusposition kann prinzipiell im Rahmen eines Kalibrierungsprozesses erfolgen, bevorzugt wird jedoch die Fokusposition während eines jeden bilderzeugenden Prozesses ermittelt, also während ein Untersuchungsobjekt oder ein Patient zwischen der Röntgenstrahlungsquelle und dem Streustrahl-Kollimator positioniert ist. Gerade in diesem Fall ist es von Vorteil, wenn jede Messzelle durch ein einzelnes Sensorpixel gegeben ist, da in diesem Fall, ausgehend von einer derzeit typischen Ausdehnung eines Sensorpixels von 1 mm x 1 mm in guter Näherung angenommen werden kann, dass die Intensitätsunterschiede von auf der Messschicht auftreffender Röntgenstrahlung zwischen zwei benachbarten Sensorpixeln weniger durch das Untersuchungsobjekt als vielmehr durch die Position der punktförmigen Röntgenstrahlungsquelle hervorgerufen wird.
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Die ermittelte Fokusposition wird zudem bevorzugt zusammen mit den generierten Messsignalen gespeichert oder zumindest zwischengespeichert, um diese zum Beispiel bei der Nachbearbeitung der Messsignale zu berücksichtigen. Dabei ist es zum Beispiel vorgesehen, basierend auf den Messdaten Bilddaten zu erzeugen und diese mittels eines Algorithmus nachzubearbeiten.
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Die gestellte Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Röntgendetektors anzugeben, wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
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Das Verfahren dient zum Betrieb eines Röntgendetektors, insbesondere eines Röntgendetektors der zuvor beschriebenen Art, wobei der Röntgendetektor einen aus Wandungen aufgebauten Streustrahl-Kollimator, eine Messschicht mit einer regelmäßigen Anordnung von Messzellen und eine Auswerteeinheit umfasst. Im Rahmen des Verfahrens wird eine Fokusposition einer Röntgenstrahlungsquelle relativ zu einem bestimmten Fokuspunkt, auf den der Streustrahl-Kollimator ausgerichtet ist, basierend auf einem lokalen Intensitätsunterschied von auf der Messschicht auftreffender Röntgenstrahlung ermittelt. Dazu werden die mittels der Messschicht generierten Messsignale ausgewertet, die bevorzugt generiert werden, während ein Untersuchungsobjekt oder ein Patient zwischen der Röntgenstrahlungsquelle und dem Streustrahl-Kollimator positioniert ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 in einer Schnittdarstellung ausschnittsweise eine Anordnung aus Röntgenstrahlungsquelle und Röntgendetektor,
- 2 in einer Draufsicht einen ersten Ausschnitt des Röntgendetektors,
- 3 in einer Draufsicht einen zweiten Ausschnitt des Röntgendetektors,
- 4 in einer Draufsicht einen Ausschnitt eines ersten alternativen Röntgendetektors,
- 5 in einer Draufsicht einen Ausschnitt eines zweiten alternativen Röntgendetektors und
- 6 in einer Draufsicht einen Ausschnitt eines dritten alternativen Röntgendetektors.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Der nachfolgend exemplarisch beschriebene Röntgendetektor 2 ist ebenso wie eine Röntgenstrahlungsquelle 4 Teil eines Computertomographen, der zur Untersuchung eines Objektes oder Patienten mittels bildgebendem Verfahren nach an sich bekanntem Prinzip genutzt wird. In einem solchen Computertomographen sind Röntgendetektor 2 und Röntgenstrahlungsquelle 4, wie in 1 angedeutet, einander gegenüberliegend angeordnet und zur Untersuchung des Objektes bzw. Patienten wird dieses bzw. dieser auf einem nicht dargestellten Untersuchungstisch platziert, welcher zwischen dem Röntgendetektor 2 und der Röntgenstrahlungsquelle 4 positioniert ist.
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Die Generierung der Röntgenstrahlung erfolgt mittels einer nicht abgebildeten Röntgenröhre, bei der die Erzeugung der Röntgenstrahlung auf einen relativ kleinen Bereich einer Anode, dem sogenannten Brennfleck, begrenzt ist. Dieser Brennfleck wirkt dann in guter Näherung als punktförmige Röntgenstrahlungsquelle 4, welche in 1 durch die Abbildung des Brennfleckes repräsentiert wird. Von der Röntgenstrahlungsquelle 4 ausgehend breitet sich die Röntgenstrahlung kegelförmig in Richtung des Röntgendetektors 2 aus, wobei diese, zumindest sofern ein zu untersuchendes Objekt oder ein zu untersuchender Patient in den Strahlungskegel eingebracht ist, zunächst auf das zu untersuchende Objekt bzw. den Patienten trifft. Ein Teil der Röntgenstrahlung wird dabei im Objekt oder Patienten absorbiert, während der transmittierte Anteil der Röntgenstrahlung in der Folge auf den Röntgendetektor 2 auftrifft. Ein weiterer Anteil wird durch die Wechselwirkung mit dem Objekt bzw. Patienten gestreut, wobei dieser Anteil für das bildgebende Verfahren tendenziell als nachteilig zu bewerten ist.
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Aus diesem Grund weist der Röntgendetektor 2 einen Streustrahl-Kollimator 6 auf, mit dessen Hilfe ein Großteil der gestreuten Röntgenstrahlung absorbiert wird. Die ungestreute Röntgenstrahlung hingegen, welche durch das Objekt bzw. den Patienten transmittiert ist, gelangt im Wesentlichen unbeeinflusst durch den Streustrahl-Kollimator 6 zu einer Messschicht 8, welche aus einer regelmäßigen Anordnung von Messzellen 10 aufgebaut ist, und wird dort messtechnisch erfasst. Dabei wird in jeder Messzelle 10 in Abhängigkeit der Intensität der auf diese Messzelle 10 auftreffende Röntgenstrahlung ein Messsignal erzeugt, welches einer Auswerteeinheit 12 zur weiteren Verarbeitung zugeführt wird.
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Der Streustrahl-Kollimator 6 ist aus zwei unterschiedlich gestalteten Wandungen 14 aufgebaut, welche in Richtung der Oberflächennormalen 16 (im Falle einer gekrümmten Messschicht und eines gekrümmten Streustrahl-Kollimator in Richtung des Fokuspunkt und damit typischerweise nur annähernd in Richtung der Oberflächennormalen) der Messschicht 8 ausgerichtet sind und entlang der Grenzen zwischen den Messzellen 10 verlaufen. Dementsprechend wird jede im Ausführungsbeispiel rechteckig gestaltete Messzelle 10 von vier Wandungen eingerahmt. Ein erster Typ Wandungen A weist hierbei im Bereich der Messschicht 8 eine gegenüber einer Basiswandstärke d im Übrigen Bereich verbreiterte erste Sockelwandstärke D auf, während der zweite Typ Wandungen B über die gesamte Ausdehnung in Richtung der Oberflächennormalen 16 eine gleichbleibende Wandstärke aufweist, die der Basiswandstärke d entspricht.
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Dem Röntgendetektor 2 ist ein Fokuspunkt 18 zugeordnet, an dem die Positionierung der punktförmigen Röntgenstrahlungsquelle 4 vorgesehen ist, um ein möglichst günstiges Zusammenwirken von Röntgenstrahlungsquelle 4 und Röntgendetektor 2 im Rahmen des bildgebenden Verfahrens zu erreichen. Dieser Fokuspunkt 18 resultiert aus der Konstruktion des Röntgendetektors 2, wobei im hier vorliegenden Fall der Fokuspunkt 18 auf einer Geraden durch den Flächenschwerpunkt der Oberfläche der Messschicht 8 liegt, die entlang der Oberflächennormalen 16 verläuft.
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Bei einer ebenfalls typischen Ausgestaltung eines Röntgendetektors mit einer gekrümmten Oberfläche der Messschicht sind die Wandungen des Streustrahl-Kollimators fächerartig relativ zueinander und jeweils zu einem gemeinsamen Punkt hin ausgerichtet, der dann den Fokuspunkt dieses Röntgendetektors bildet. Von diesem Fokuspunkt aus ist dann jeder Punkt auf der Oberfläche der Messschicht gleich weit entfernt.
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Weiter ist die Auswerteeinheit 12 des Röntgendetektors 2 derart eingerichtet, dass die Position der punktförmigen Röntgenstrahlungsquelle 4, nachfolgend Fokusposition 20 genannt, relativ zum Fokuspunkt 18 überwacht wird. Die Ermittlung der Fokusposition 20 erfolgt dabei durch eine Auswertung der Messsignale zweier benachbarter Messzellen 10, welche mittig in der Messschicht 8 angeordnet und durch eine Wandung 14 des zweiten Typs B voneinander getrennt sind. Bei der Auswertung werden die messtechnisch erfassten Intensitäten der auf diese beiden Messzellen 10 auftreffenden Röntgenstrahlung in Relation gesetzt, um daraus einen lokalen Intensitätsunterschied zu bestimmen, aus dem sich nach dem Prinzip einer Sonnenuhr auf die Fokusposition 20 relativ zum Fokuspunkt 18 schließen lässt. Dabei wird vereinfacht davon ausgegangen, dass sich die Röntgenstrahlungsquelle 4 nicht in Richtung der Oberflächennormalen 16 sondern lediglich senkrecht dazu bewegt und insbesondere lediglich in eine Phi-Richtung 22.
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Entsprechend der Skizzierung in 1 werden die beiden durch die Wandung 14 des zweiten Typs B getrennten Messzellen 10 bei einer Bestrahlung mit Röntgenstrahlung vom Fokuspunkt 18 aus im Wesentlichen identisch ausgeleuchtet, während bei einer Bestrahlung dieser beiden Messzellen 10 von einer abweichenden Fokusposition 20 aus eine Abschattung einer der beiden Messzellen 10 durch die Wandung 14 zwischen den beiden Messzellen 10 erfolgt, sodass die Intensität der auf dieser Messzelle 10 auftreffenden Röntgenstrahlung gegenüber einer Bestrahlung vom Fokuspunkt 18 aus reduziert ist, was zur Erfassung unterschiedlicher Intensitäten durch die beiden benachbarten Messzellen 10 führt.
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Da derartige Intensitätsunterschiede, die durch eine vom Fokuspunkt 18 abweichende Fokusposition 20 herrühren, für die mittels der Anordnung erreichbaren Bildqualität nachteilig sind, ist für den Röntgendetektor 2 ein Streustrahl-Kollimator 6 mit nur einer Wandung 14 des zweiten Typs B vorgesehen, während die übrigen Wandungen 14 eine Gestaltung des ersten Typs A aufweisen. Die Wandungen 14 des ersten Typs A sind mit einer verstärkten Wandung, der ersten Sockelwandstärke D, im Bereich der Messschicht 8 versehen, sodass diese im Randbereich der Messzellen 10 einen Teil der maximalen Nutzfläche der Messzellen 10, also der Fläche, die zur messtechnischen Erfassung von Röntgenstrahlung bei nicht vorhandenem Streustrahl-Kollimator 6 nutzbar ist, permanent abgedeckt, sodass dieser abgedeckte Bereich nicht zur messtechnischen Erfassung von Röntgenstrahlung genutzt wird. In eben diesem Bereich bildet sich bei einer leichten Verschiebung der Fokusposition 20 gegen den Fokuspunkt 18 ein Schatten aus, der im Falle der Nutzung von Wandungen 14 des zweiten Typs B zu einem Intensitätsunterschied benachbarter Messzellen 10 führen würde. Dieser Bereich ist jedoch aufgrund des Einsatzes von Wandungen 14 des ersten Typs A permanent abgedeckt, sodass bei einer leichten Verschiebung der Fokusposition 20 gegen den Fokuspunkt 18 keine oder nur geringe Intensitätsunterschiede in den Messzellen 10 erfasst werden.
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Dabei werden generell Ausgestaltungsvarianten des Röntgendetektors 2 bevorzugt, bei denen die meisten Messzellen 10 durch Wandungen 14 begrenzt sind, mit denen die Schattenbildung in den Messzellen 10 aufgrund einer leichten Abweichung der Fokusposition 20 vom Fokuspunkt 18 durch die teilweise Abdeckung der Messzellen 10 mittels der Wandungen 14 ausgeblendet und somit messtechnisch nicht erfasst wird und bei denen nur einige wenige Wandungen 14 zum Einsatz kommen, die gerade derart gestaltet sind, dass eine deutliche Schattenbildung und damit eine deutliche Beeinflussung der Messsignale durch eine vom Fokuspunkt 18 abweichende Fokusposition 20 hervorgerufen wird. Die wenigen an diese Wandungen 14 angrenzenden Messzellen 10 werden dann genutzt, um basierend auf deren Messsignalen die Fokusposition 20 zu ermitteln und/oder zu überwachen, wohingegen bevorzugt alle Messzellen 10 genutzt werden, um Messsignale für die Erzeugung von Bilddaten zu gewinnen.
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Verschiedene alternative Ausgestaltungsvarianten des Röntgendetektors 2, oder genauer des Streustrahl-Kollimators 6,sind in den Abbildungen 3 bis 6 dargestellt, wobei in all diesen Fällen der Streustrahl-Kollimator 6 vorwiegend aus Wandungen 14 des ersten Typs A aufgebaut ist und dementsprechend über große Bereiche hinweg eine Gestaltung wie in 02 dargestellt aufweist. Zur Ermittlung der Fokusposition 20 sind jedoch einzelne Wandungen im Streustrahl-Kollimator 6 vorhanden, die im Bereich der Messschicht 8 eine gegenüber der ersten Sockelwandstärke D reduzierte Wandstärke aufweisen, wie dies in 3 angedeutet ist, oder aber eine über die gesamte Ausdehnung in Richtung der Oberflächennormalen 16 gleichbleibende Wandstärke aufweisen, die wie im Ausführungsbeispiel aus 1 der Basiswandstärke d entspricht.
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Bei einem Computertomographen wird häufig ein Röntgendetektor 2 eingesetzt, dessen Messzellen 10 zusammen eine Zylindermantelteilfläche ausbilden und dabei, ausgehend von Zylinder-Koordinaten, entlang der Phi-Richtung 22 einerseits und der z-Richtung 24 andererseits aneinander gereiht sind. In diesem Fall ist es z.B. vorgesehen Wandungen 14 des zweiten Typs B parallel zur Phi-Richtung 22, wie in 4 dargestellt, auszurichten oder, wie in 5 angedeutet, parallel zur z-Richtung 24 auszurichten. In beiden Fällen lässt sich eine Abweichung der Fokusposition 20 vom Fokuspunkt 18 in eine dieser beiden Richtungen 22, 24 ermitteln. Soll jedoch eine Positionsabweichung in zwei orthogonale Richtungen 22,24 erfasst werden, so sind wie in 6 gezeigt Wandungen 14 des zweiten Typs B entlang zweier orthogonaler Richtungen 22,24 anzuordnen.
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Die Anzahl der zur Ermittlung der Fokusposition 20 genutzten Messzellen 10 ist bevorzugt auf einige wenige beschränkt, wobei diese nicht zwingend alle aneinander gereiht sind, sondern beispielsweise auch in einzelnen Clustern angeordnet sein können, die dann räumlich voneinander getrennt sind.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
