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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Bilddaten, wobei mittels zumindest eines Röntgenstrahlers Röntgenstrahlung mit einer Strahlungsintensität emittiert wird und eine räumliche Verteilung der Strahlungsintensität nach zumindest teilweiser Durchstrahlung eines in einem Untersuchungsbereich befindlichen Untersuchungsobjekts von zumindest einem Detektor erfasst wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Röntgeneinrichtung, welche zur Durchführung des eingangs genannten Verfahrens ausgebildet ist. Die Röntgeneinrichtung umfasst den zumindest einen Röntgenstrahler und den zumindest einen Detektor. Mittels des zumindest einen Röntgenstrahlers ist Röntgenstrahlung mit einer Strahlungsintensität emittierbar. Der zumindest eine Detektor ist dazu ausgebildet, die räumliche Verteilung der Strahlungsintensität nach zumindest teilweiser Durchstrahlung des im Untersuchungsbereich anordbaren Untersuchungsobjekts zu erfassen.
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Bei der Bildgebung mittels konventionellen Röntgeneinrichtungen, insbesondere aus dem Bereich der medizinischen Diagnostik, werden Bilddaten aus einer erfassten räumlichen Intensitätsverteilung der Röntgenstrahlung abgeleitet, die beim Durchgang durch ein Untersuchungsobjekt abgeschwächt wird. Die konventionelle Bildgebung beruht also prinzipiell auf der Erfassung von Absorptions- bzw. Schwächungskoeffizienten.
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Darüber hinaus sind nur wenige Ansätze bekannt, die auf der Erfassung von alternativen oder zusätzlichen Parametern beruhen.
DE 10 2013 204 604 A1 beschreibt beispielsweise eine Röntgeneinrichtung zur differentiellen Phasenkontrast-Bildgebung, bei der röntgenoptische Gitter zum Einsatz kommen, um Phaseninformationen und Amplitudeninformationen von Streustrahlung zugänglich zu machen.
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DE 10 2005 018 329 A1 beschreibt eine Röntgeneinrichtung, bei der die Röntgenstrahlung detektorseitig in optische Strahlung umgewandelt wird. Hierzu sind Wellenleiter vorgesehen, die eine variable Dotierung aufweisen, welche sich über die Länge des Wellenleiters ändert. Einfallende Röntgen- oder Gammastrahlung erzeugt dadurch optische Strahlung, deren Wellenlänge bzw. Frequenz vom Einfallort auf den Wellenleiter abhängt. Mittels eines frequenzauflösenden Detektors kann daher die Information betreffend den Einfallsort anschließend wieder extrahiert werden.
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Aus
DE 10 2005 043 372 A1 ist ein Röntgenstrahler bekannt, dessen Kathode bei Bestrahlung mittels eines Laserstrahls Elektronen thermionisch emittiert.
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DE 10 2012 208 531 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung einer mittels einer Röntgenquelle ausgeführten Projektion eines abzubildenden Objektes auf einen eine Mehrzahl von Gruppen von Detektorpixel (x, y) aufweisenden Detektor. Vor Durchlaufen des Objekts erfolgt ein Amplitudenmodulieren jeweils einer eindeutigen Markierungsfrequenz auf einer jeweiligen Gruppe zulaufenden Primärstrahlen der Röntgenquelle derart, dass allen Gruppen des Detektors jeweils eine eindeutige Markierungsfrequenz der dort ankommenden Primärstrahlen zugeordnet ist. Es kann eine eindeutige Trennung von Primärstrahlung und Sekundärstrahlung ausgeführt werden, so dass das Objekt wirksam analysiert werden kann.
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US 2009/0 086 889 A1 beschreibt ein System zur tomographischen Bildaufnahme, wobei das System umfasst: eine Vielzahl von Röntgenstrahlern, die statisch zueinander positioniert sind; einen Röntgendetektor, eine Verarbeitungseinrichtung und einen linearen Teilchenbeschleuniger (LINAC), der eine Strahlenquelle aufweist; wobei der Detektor derart positioniert ist, dass ein abzubildendes Objekt zwischen der Vielzahl von Röntgenstrahlern und dem Detektor ausgerichtet ist; wobei jeder Röntgenstrahler und die Strahlenquelle des linearen Teilchenbeschleunigers (LINAC) auf ein gemeinsames Isozentrum fokussiert sind; und wobei die Vielzahl von Röntgenstrahlern in einer ringförmigen, ovalen oder rechteckigen Konfiguration angeordnet ist.
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Aus der
DE 695 29 074 T2 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen dreidimensionaler Bilder, welche die Zusammensetzung und Form des Inneren eines Objekts zeigen, bekannt. Insbesondere werden dreidimensionale Bilder geliefert, die aus Compton-gestreuten Röntgensignalen erlangt werden, welche mit verschiedenen Detektoren gemessen werden, wobei die Bilder entstehen, wenn das Objekt mit einer im wesentlichen punktförmigen Quelle ultrakurzer Röntgenpulse bestrahlt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Erzeugen und Detektieren von solchen ultrakurzen Röntgenpulsen aus einer Punktquelle. Die ultrakurzen Röntgenpulse der Punktquelle werden aus einem optischen Laserpuls hoher Intensität erzeugt, der benutzt wird, um einen Elektronenstrahl zu erzeugen, der wiederum die Röntgenstrahlung, beispielsweise durch Bremsstrahlungs-Emission, erzeugt.
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In der
DE 10 2014 203 334 A1 ist ein Röntgenanlage offenbart umfassend eine Röntgenquelle zur Bestrahlung eines Objekts, einen Detektor und eine Datenverarbeitungsvorrichtung. Die Röntgenquelle ist dabei dazu ausgebildet, eine abgestrahlte Röntgenstrahlung gemäß einer Modulationssequenz zu modulieren und weist eine Kathode mit einem Feldemitter auf. Weiterhin ist der Detektor dazu ausgebildet, ein ortsaufgelöstes Signal der modulierten Bestrahlung durch die Röntgenquelle zu erfassen. Des Weiteren ist die Datenverarbeitungsvorrichtung dazu ausgebildet, aus dem zeitlichen Verlauf der Modulationssequenz und dem ortsaufgelösten Signal des Detektors eine Darstellung des bestrahlten Objekts zu rekonstruieren.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Röntgeneinrichtung anzugeben, die insbesondere hinsichtlich der Nutzung von verschiedenen Informationskanälen zur Bildgebung optimiert ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei einem Verfahren zur Erfassung von Bilddaten wird mittels zumindest eines Röntgenstrahlers Röntgenstrahlung mit einer Strahlungsintensität emittiert. Eine räumliche Verteilung der Strahlungsintensität wird nach zumindest teilweiser Durchstrahlung eines in einem Untersuchungsbereich befindlichen Untersuchungsobjekts von zumindest einem Detektor erfasst. Erfindungsgemäß wird die von dem zumindest einen Röntgenstrahler emittierte Strahlungsintensität in Abhängigkeit einer Frequenz moduliert und die Erfassung der Strahlungsintensität erfolgt unter Auflösung von der Modulation entsprechenden Frequenzbereichen.
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Der Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde, dass die Bildgebung insbesondere bei Röntgeneinrichtungen zur medizinischen Diagnostik im Wesentlichen auf die Erfassung von Absorptions- bzw. Schwächungsparametern des durchstrahlten Untersuchungsobjekts beschränkt ist, die die räumliche Verteilung der erfassten Strahlungsintensität bestimmen. Dies ist unabhängig davon, ob bildgebende Verfahren und Einrichtungen betrachtet werden, die zur Erzeugung von Projektionsbildern oder zur Erzeugung von dreidimensionalen Bilddaten mittels Tomographie ausgebildet sind. Eine derartig eingeschränkte Auswahl der prinzipiell zur Verfügung stehenden und für die Erfassung von Bilddaten relevanten Informationen erscheint suboptimal. Es wird daher vorgeschlagen, die an sich bekannte Detektion der räumlichen Verteilung der Strahlungsintensität durch weitere Maßnahmen zu ergänzen, die a priori keine Erhöhung der emittierten Strahlungsdosis benötigen. Konkret ist vorgesehen, eine frequenzabhängige Amplitudenmodulation der emittierten Röntgenstrahlung vorzunehmen, die vom verwendeten Detektor zumindest teilweise aufgelöst werden kann. Mit anderen Worten ist die von dem zumindest einen Röntgenstrahler emittierte Strahlungsintensität und damit auch die von dem zumindest einen Detektor erfassbare Strahlungsintensität in Abhängigkeit einer Frequenz moduliert. Dies definiert in der Anwendung eine Vielzahl von parallelen Messkanälen, die zu den unterschiedlichen Frequenzbereichen korrespondieren.
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Die Detektion der transmittierten Strahlungsintensität erfolgt zusätzlich zu der an sich bekannten Erfassung der Schwächungskoeffizienten unter Berücksichtigung der durch die Modulation definierten Messkanäle. In diesem Sinne ist eine frequenzsynchrone Erfassung vorgesehen, bei der die Modulation berücksichtigt wird, um zur Modulation korrespondierende Phaseninformationen zugänglich zu machen. Für verschiedene Frequenzbereiche sind hierzu generell unterschiedliche Detektortypen geeignet.
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Beispielsweise haben schnelle Szintillatoren eine derart schnelle Abklingzeit, dass auch sehr hohe Frequenzen aufgelöst werden können. Noch schneller ist die Photoemission, die beispielsweise von Streak-Kameras genutzt werden kann, um eine Zeitauflösung im Sub-Pikosekundenbereich zu erreichen.
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Bei geeigneter Wahl der Frequenzbereiche können beispielsweise fundamentale physikalische Wechselwirkungseffekte von Materie mit elektromagnetischer Strahlung ausgenutzt werden, die bislang im Zusammenhang der Bildgebung mittels Röntgeneinrichtungen unbeachtet blieben. Ein mögliches Beispiel hierfür ist der Compton-Effekt, der die Streuung von Photonen an gebundenen Elektronen beschreibt. Auf der anderen Seite kann die frequenzabhängige Modulation der Strahlungsintensität auch dazu verwendet werden, frequenzkodierte Messkanäle zu definieren, die zusätzlich und simultan zur Bilderfassung anhand der Schwächungskoeffizienten genutzt werden können. Durch frequenzabhängige Modulation können daher Seiteninformationen gewonnen werden, die in besonders vorteilhafter Weise bei der Bildgebung berücksichtigt werden. Informationen, die anhand von Parametern ermittelt werden, welche zusätzlich zu den Schwächungs- und/oder Absorptionsparametern erfasst werden und mit diesen nicht korreliert sind, können beispielsweise der Differenzierung von Gewebe dienen. Zusätzlich erfasste Parameter, die mit den Schwächungs- bzw. Absorptionsparametern korreliert sind, können dazu genutzt werden, das Signal-Rausch-Verhältnis der regulär erfassten Bilddaten zu verbessern. Im Idealfall kann die Nutzung der vorstehend beschriebenen Seitenkanäle dazu führen, dass eine Ermittlung von qualitativ hochwertigen Bilddaten bei niedrigeren Strahlungsdosen ermöglicht ist. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist daher besonders zur Unterstützung von bildgebenden Verfahren in der Medizin geeignet, allerdings ist auch ein Einsatz in anderen Bereichen, beispielsweise zur Gepäckdurchleuchtung, möglich.
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Handelsübliche Detektoren weisen zweidimensionale Anordnungen von Sensorelementen, wie beispielsweise CCD-Sensoren auf, die zur Erfassung der räumlichen Verteilung der Strahlungsintensität ausgebildet sind. Bei der Erfassung wird die auf einen der Sensorelemente auftreffende Röntgenstrahlung über ein Messintervall aufsummiert bzw. integriert. Derartige Sensorelemente können daher weiterhin in einem gemäß der Erfindung modifizierten Verfahren bzw. in einer gemäß der Erfindung modifizierten Röntgeneinrichtung ohne Auswirkung auf die auf Schwächungssignalen basierende Bilderfassung Verwendung finden, wenn die die Modulation betreffenden Frequenzen Periodendauern aufweisen, welche zumindest der Dauer des Messintervalls entsprechen. Bevorzugt wird die emittierte Strahlungsintensität im Bereich zumindest einer einem Vielfachen der inversen Dauer des Messintervalls entsprechenden Frequenz moduliert. Die hierzu korrespondierenden Periodenlängen der frequenzabhängigen Modulation sind also klein gegenüber dem von der detektorseitigen Integration vorgegebenen Messintervall, um einen modulationsbedingten Einfluss auf die konventionell erfassten Bilddaten zu minimieren. Rein rechnerisch wäre dieser Effekt im Idealfall exakt Null, wenn die zur Modulation korrespondierende Periodenlänge exakt einem Vielfachen der Integrationsperiode entsprechen würde.
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Gemäß möglichen Ausführungen beträgt die Dauer des Messintervalls weniger als 1 ms, bevorzugt weniger als 0,5 ms, besonders bevorzugt 0,2 ms. Bei der medizinischen Bildgebung muss die Bilderfassung vergleichsweise schnell erfolgen, um Bildartefakte, die durch eine Organbewegung verursacht sind, möglichst zu vermeiden. Die zur Modulation geeigneten Frequenzen liegen damit vorzugsweise zumindest im Kilohertzbereich.
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Prinzipiell hat der zur Messung von weiteren, die Bildgebung betreffenden Parametern nutzbare Frequenzbereich ein Potenzial, das in etwa 15 Größenordnungen umfasst. Zur Modulation sind daher entsprechend der Modulationsfrequenz unterschiedliche Mittel denkbar. Die Modulation der emittierten Strahlungsintensität erfolgt erfindungsgemäß photonisch. Modulation mittels mechanischer Stellglieder wie beispielsweise Blenden oder dergleichen ist typischer Weise bis zu Frequenzen möglich, die im Megahertzbereich liegen. Elektronische Modulation kann bis zu Frequenzen von etwa 10 GHz erfolgen, für darüber liegende Frequenzbereiche sind photonische Verfahren beispielsweise unter Verwendung von moderner Lasertechnik notwendig.
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Die Modulation erfolgt bevorzugt mittels eines Trägersignals, welches eine amplitudenmodulierte Trägerfrequenz aufweist. Beispielsweise kann ein derartiges elektronisches Trägersignal zur Ansteuerung einer Feldemissionskathode vorgesehen sein. In einem Ausführungsbeispiel wird das Trägersignal von frequenzabhängig modulierter Laserstrahlung bereitgestellt.
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Grundsätzlich kann die von dem zumindest einen Röntgenstrahler emittierte Strahlungsintensität in mehreren Frequenzbereichen und zu unterschiedlichen Zielsetzungen moduliert werden. Auch Kombinationen von insbesondere mechanischen, elektronischen und/oder photonischen Modulationen sind möglich.
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Es ist denkbar, dass eine frequenzabhängig modulierte Strahlungsintensität einen Fächerwinkel der emittierten Röntgenstrahlung kodiert. Dies ermöglicht eine Zuordnung von erfasster Streustrahlung zu dem der Frequenzkodierung entsprechenden Fächerwinkel. Mit anderen Worten können mit einer derartigen Ausführung Rückschlüsse über Streuparameter gezogen werden.
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Grundsätzlich ist es möglich, dass zur Kodierung des Fächerwinkels ein Öffnungswinkel zumindest einer Blende zeitabhängig verändert wird. Die Kodierung erfolgt in so einem Fall mittels mechanischer Stellmittel durch Variation der Blendenöffnung.
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Zur frequenzabhängigen Modulation der von dem zumindest einen Röntgenstrahler emittierten Strahlungsintensität wird erfindungsgemäß Laserstrahlung verwendet. Die Modulation der Strahlungsintensität erfolgt somit unter Ausnutzung von photonischen Effekten.
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Bei der photonischen Modulation kommen Laserpulse zur Anwendung, die Pulslängen insbesondere im Bereich von Piko- oder Femtosekunden aufweisen.
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Die Laserstrahlung wird zur frequenzabhängigen Modulation der von dem zumindest einen Röntgenstrahler emittierten Strahlungsintensität auf einen Elektronenstrahl des zumindest einen Röntgenstrahlers fokussiert. Das elektrische Feld einer stehenden Welle des Laserlichts erzeugt periodische Geschwindigkeitsvariationen durchfliegender Elektronen, die nach einer definierten Distanz zu Paketen aggregiert werden, was einer Modulation entspricht.
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In einem Ausführungsbeispiel wird zurückgestreute Röntgenstrahlung zeitaufgelöst erfasst. Dazu werden bevorzugt Laserpulse mit Pulslängen aus dem Pikosekundenbereich verwendet, um eine hochpräzise Messung der Laufzeiten sicherzustellen. Hieraus kann entsprechend der räumliche Ursprung der erfassten rückwärtsgestreuten Röntgenstrahlung abgeleitet werden.
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In einer anderen Implementation wird eine Modulation mittels Laserstrahlen aus dem optischen Bereich bewirkt und der Laufzeitunterschied zur Ermittlung eines Brechungsindex erfasst. Hierzu ist eine kohärente Demodulation mit dem modulierenden, polarisierten Laser erforderlich, dessen Teilstrahl auf Photoelektronen einwirkt, die dann beschleunigt und detektiert werden. Die Detektion kann unter Ausnutzung des äußeren Photoeffekts erfolgen.
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Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe gelöst durch eine Röntgeneinrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 4.
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Die hierzu eingesetzte Röntgeneinrichtung ist zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ausgebildet. Es wird daher zunächst auf die bisherigen Ausführungen verwiesen.
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Eine Röntgeneinrichtung umfasst zumindest einen Röntgenstrahler und zumindest einen Detektor. Mittels des zumindest einen Röntgenstrahlers ist Röntgenstrahlung mit einer Strahlungsintensität emittierbar. Der zumindest eine Detektor ist dazu ausgebildet, eine räumliche Verteilung der Strahlungsintensität nach zumindest teilweiser Durchstrahlung eines in einem Untersuchungsbereich anordbaren Untersuchungsobjekts zu erfassen und die erfasste Strahlungsintensität hinsichtlich von Frequenzbereichen aufzulösen. Die Röntgeneinrichtung umfasst eine Modulationseinrichtung zum frequenzabhängigen Modulieren der von dem zumindest einen Röntgenstrahler emittierbaren Strahlungsintensität.
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Die Röntgeneinrichtung ist somit dazu ausgebildet, das vorstehend beschriebene Verfahren zu implementieren. Im Wesentlichen ist dadurch ermöglicht, eine Vielzahl von frequenzkodierten Messkanälen zu nutzen, um die auf konventionell erfassten Schwächungskoeffizienten beruhende Bildgebung zu ergänzen.
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In einem nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel erfolgt eine Frequenzkodierung des Fächerwinkels. Hierzu wird der Öffnungswinkel bzw. -durchmesser einer Blende zeitabhängig mit einer Frequenz, insbesondere mit einer Frequenz von einigen MHz, variiert, um den Entstehungsort der Streustrahlung anhand der erfassten Messdaten zuordnen zu können. Die Modulationseinrichtung umfasst hierzu zumindest eine Blende mit einem zeitabhängig veränderbaren Öffnungswinkel.
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In einem anderen nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel umfasst die Modulationseinrichtung ein elektronisches Steuergerät für eine Feldemissionskathode des zumindest einen Röntgenstrahlers.
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Erfindungsgemäß umfasst die Modulationseinrichtung eine auf einen Elektronenstrahl des zumindest einen Röntgenstrahlers fokussierte Laservorrichtung. Die Fokussierung kann insbesondere im Bereich der Anode oder der Kathode erfolgen. Die Laserstrahlung fungiert hier als amplitudenmoduliertes Trägersignal mit einer Trägerfrequenz. Die Geschwindigkeitsverteilung der Elektronen, die aus der Kathode austreten und in Richtung der Anode beschleunigt werden, kann mittels der entsprechend fokussierten Laservorrichtung moduliert werden. Beim Auftreffen des so modulierten Elektronenstrahls auf die Anode entsteht Röntgenstrahlung mit einer korrespondierend modulierten Strahlungsintensität.
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Als frequenzauflösende Detektoren sind in einigen Ausführungsbeispielen bevorzugt ortsauflösende Kalorimeter vorgesehen. In speziellen Anwendungen können so genannte Nanowire-Detektoren, insbesondere supraleitende Nanowire-Detektoren, die zumindest zum Teil aus Niobnitrid (NbN) bestehen, vorgesehen werden.
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Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die in den Zeichnungsfiguren gezeigten Ausführungsbeispiele verwiesen. Es zeigt in einer schematischen Prinzipskizze:
- 1: den schematischen Aufbau einer Röntgeneinrichtung gemäß der Erfindung;
- 2: den schematischen Aufbau eines nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, bei dem ein Fächerwinkel frequenzkodiert wird;
- 3: ein Röntgenstrahler gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer schematischen Schnittdarstellung;
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Röntgeneinrichtung 1 gemäß der Erfindung. Die Röntgeneinrichtung 1 weist einen Röntgenstrahler 2 auf, mittels dessen Röntgenstrahlung R emittierbar ist. Der Röntgenstrahler 2 steht in einer Wirkverbindung mit einer Modulationseinrichtung 3, die zur frequenzabhängigen Modulation der vom Röntgenstrahler 2 emittierbaren Röntgenstrahlung R ausgebildet ist. Genauer gesagt ist mittels der Modulationseinrichtung 3 eine Strahlungsintensität der emittierbaren Röntgenstrahlung R modulierbar.
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Nach Durchstrahlung eines in einem Untersuchungsbereich 4 anordbaren Untersuchungsobjekts 5 ist die transmittierte Strahlungsintensität von einem Detektor 6 erfassbar. Der Detektor 5 ist zumindest teilweise ortsauflösend und zumindest teilweise frequenzauflösend, d. h. mittels des Detektors 6 kann die erfasste Strahlungsintensität hinsichtlich der modulierten Frequenzen diskriminiert werden.
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Bei der Erfassung der räumlichen Verteilung der Strahlungsintensität mittelt der Detektor 6 die eintreffende Intensität bereichsweise über ein Messintervall. In dem gezeigten Beispiel beträgt die Dauer des Messintervalls etwa 0,2 ms. Die so erfasste räumliche Verteilung der Strahlungsintensität ist maßgeblich von den Schwächungskoeffizienten bestimmt, die das ortsabhängige Absorptionsverhalten des Untersuchungsobjekts 5 bestimmen. Eine Auswerteeinheit 7 ermittelt anhand der vom Detektor 6 erfassten Daten zumindest ein Projektionsbild. Die Modulationseinrichtung 3 moduliert die emittierte Röntgenstrahlung R in Frequenzbereichen, die zu Periodenlängen korrespondieren, welche ein Vielfaches der Dauer des Messintervalls betragen. Bei einer derartigen Wahl ist die konventionelle Bilderfassung anhand der Schwächungssignale im Wesentlichen unabhängig von der Modulation des Eingangssignals.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, mehrere Projektionsbilder zu ermitteln. Hierzu ist vorgesehen, den Röntgenstrahler 2 und den Detektor 6 in an sich bekannter Art und Weise um das Untersuchungsobjekt 5 zu rotieren. Anhand der Vielzahl aus unterschiedlichen Richtungen aufgenommenen Projektionsdaten kann die Auswerteeinheit 7 im Rahmen einer Computertomographie einen dreidimensionalen Bilddatensatz erzeugen. Die hierzu geeigneten Verfahren sind hinreichend bekannt und bedürfen keiner weiteren Erläuterung.
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Es versteht sich, dass die in 1 gezeigte Ausführung lediglich exemplarisch ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel sind mehrere, insbesondere zwei Röntgenstrahler 2 vorgesehen, die in einer so genannten Dual-Source-CT Konfiguration angeordnet sind. Zumindest einer der beiden Röntgenstrahler 2 steht mit der Modulationseinrichtung 3 in Verbindung, um Röntgenstrahlung R mit einer frequenzabhängig modulierten Strahlungsintensität zu emittieren.
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2 zeigt ein nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, wobei eine Frequenzkodierung eines Fächerwinkels F der vom Röntgenstrahler 2 emittierbaren Röntgenstrahlung R erfolgt. Hierzu ist der Öffnungswinkel einer Blende 8, die hier als mechanische Modulationseinrichtung 3 fungiert, zeitabhängig variierbar. Die Frequenzkodierung erfolgt im Bereich von einigen Megahertz.
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Der Detektor 6 ist dazu ausgebildet, die Frequenzmodulation aufzulösen. Dies ermöglicht eine Zuordnung der gemessenen Streustrahlung zu dem entsprechenden Fächerwinkel F. Dadurch können bei der Auswertung weitere Informationen bezüglich des Strahlenwegs abgeleitet werden.
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Die Modulation in mehreren Frequenzbereichen erfordert a priori keine höhere Dauerleistung des Röntgenstrahlers 2. Die Frequenzkodierung des Fächerwinkels F mittels der Blende 8 erhöht allerdings die notwendige Dauerleistung, die von einem nicht näher dargestellten Hochleistungsgenerator an den Röntgenstrahler 2 bereitgestellt werden muss. Auf der anderen Seite ist durch die Erhebung von zusätzlichen Informationen aufgrund der Frequenzkodierung eine Dosisreduktion möglich, welche die Erhöhung der Dauerleistung zumindest teilweise kompensieren kann. Die zu erhöhende Spitzenleistung kann beispielsweise durch die Verwendung von Feldemissionskathoden technisch abgedeckt werden.
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In einem anderen nicht erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel umfasst die Modulationseinrichtung 3 ein elektronisches Steuergerät, mittels dessen eine an der Feldemissionskathode anliegende Spannung modulierbar ist. Die Modulation erfolgt im Bereich von einigen Gigahertz mittels eines elektronischen Trägersignals, das eine amplitudenmodulierte Trägerfrequenz aufweist.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur photonischen Modulation der vom Röntgenstrahler 2 emittierbaren Röntgenstrahlung R. Die Röntgeneinrichtung 1 weist hierzu eine Laservorrichtung 9 auf, welche einen Laserstrahl L erzeugt, der über einen Spiegel 10 auf eine Kathode 11 gerichtet ist. Hierzu kann insbesondere eine in der Figur nicht näher dargestellte Fokussierungseinrichtung vorgesehen sein. Der Laserstrahl L fungiert als Trägersignal mit einer amplitudenmodulierten Trägerfrequenz.
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Die Modulation wird auf den von der Kathode 11 emittierten Elektronenstrahl E übertragen. Beim Auftreffen des Elektronenstrahls E auf eine Anode 12, die in dem gezeigten Beispiel als Drehanode ausgeführt ist, wird Röntgenstrahlung R erzeugt, die eine entsprechend frequenzabhängig modulierte Strahlungsintensität aufweist. Die Modulationsfrequenzen liegen hier im Bereich jenseits von 10 GHz. Derartig modulierte Röntgenstrahlung R wird bevorzugt zur hochpräzisen und zeitaufgelösten Erfassung von Rückstreuung vorgesehen.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Andere Variationen und Kombinationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
