DE102016101787B4 - imaging device - Google Patents

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Abstract

Tomographievorrichtung zur Elektronenstrahl-Röntgencomputertomographie zum Abbilden der inneren Struktur eines Untersuchungsobjektes (5), aufweisend:- Mittel (7) zum Erzeugen eines Elektronenstrahls (9),- eine Ablenkvorrichtung (11) zum Ablenken des Elektronenstrahls (9),- ein Target (13) zum Abbremsen des Elektronenstrahls (9) unter Erzeugung von Röntgenstrahlung (32),- eine Steuervorrichtung (21), die zur Steuerung der Ablenkvorrichtung (11) mittels Steuerungsdaten derart ausgebildet ist, dass der Elektronenstrahl (9) von der Steuervorrichtung (21) mittels der Ablenkvorrichtung (11) derart führbar ist, dass der Elektronenstrahl (9) an einem Auftreffpunkt (23) auf das Target auftrifft und der Auftreffpunkt nacheinander entlang mehrerer, in unterschiedlichen Ebenen (25, 27, 29, 31) verlaufender Bahnen geführt wird, wobei die Ebenen parallel zueinander sind und entlang einer gemeinsamen Normalenrichtung (z) in einem Abstand zueinander angeordnet sind, wobei an dem Auftreffpunkt (23) Röntgenstrahlung (32) zum Durchstrahlen des Untersuchungsobjektes (5) entsteht,- eine Detektorvorrichtung (33) mit mehreren Einzeldetektoren (35) zum Erfassen der Röntgenstrahlung (32), wobei jeder der Einzeldetektoren (35) ein Detektorelement (37) aufweist, das sich entlang der Normalenrichtung (z) über alle der Ebenen (25, 27, 29, 31) hinweg erstreckt und Szintillatormaterial aufweist, von dem bei darauf auftreffender Röntgenstrahlung (32) mittels Szintillation Szintillationslicht erzeugt wird, und wobei jeder der Einzeldetektoren (35) einen einzigen Lichtdetektor (39) zum Erfassen des Szintillationslichts und Erzeugen eines Detektorsignals basierend auf dem erfassten Szintillationslicht aufweist, wobei- die Tomographievorrichtung derart ausgebildet ist, dass von ihr jedes Detektorsignal basierend auf den Steuerungsdaten derjenigen der Ebenen (25, 27, 29, 31) zugeordnet wird, in der sich der Auftreffpunkt (23) des Elektronenstrahls (9) während der Erzeugung des Detektorsignals befindet.X-ray computer tomography tomography device for imaging the internal structure of an examination object (5), comprising: - means (7) for generating an electron beam (9), - a deflection device (11) for deflecting the electron beam (9), - a target (13 for controlling the electron beam (9) to generate X-ray radiation (32), - a control device (21) which is designed to control the deflection device (11) by means of control data such that the electron beam (9) from the control device (21) by means of the deflecting device (11) can be guided in such a way that the electron beam (9) impinges on the target at an impact point (23) and the impact point is guided successively along a plurality of tracks running in different planes (25, 27, 29, 31) the planes are parallel to one another and are arranged at a distance from one another along a common normal direction (z), wherein at the impact point (23) X-ray radiation (32) for irradiating the examination object (5) is produced, - a detector device (33) having a plurality of individual detectors (35) for detecting the X-radiation (32), each of the individual detectors (35) having a detector element (37) extending along the normal direction (z) extends across all of the planes (25, 27, 29, 31) and has scintillator material from which scintillation light is scintillating with incident x-ray radiation (32) thereon, and each of the single detectors (35) comprises a single light detector (39) for detecting the scintillation light and generating a detector signal based on the detected scintillation light, wherein the tomography device is designed such that each detector signal is assigned to that of the planes (25, 27, 29, 31) based on the control data, in which the impact point (23) of the electron beam (9) during the generation of the detector signal located.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tomographievorrichtung zur Elektronenstrahl-Röntgencomputertomographie, mittels derer eine dreidimensionale Abbildung der inneren Struktur eines Untersuchungsobjekts ermöglicht ist.The invention relates to a tomography device for electron beam X-ray computed tomography, by means of which a three-dimensional image of the internal structure of an examination subject is made possible.

Bei der Elektronenstrahl-Röntgencomputertomographie wird ein in einer Vakuumkammer geführter Elektronenstrahl mittels eines elektromagnetischen Ablenksystems über ein Target geführt. Das Target kann z.B. ein ringförmiges oder ringabschnittsförmiges Metalltarget sein. An der Auftreffposition des Elektronenstrahls auf dem Target entsteht Röntgenstrahlung, sodass mittels des im Wesentlichen trägheitslosen Elektronenstrahls ein schnell beweglicher Röntgenbrennfleck erzeugt werden kann. Mit der Röntgenstrahlung kann ein Untersuchungsobjekt, z.B. ein Patient, durchleuchtet werden. Die durch das Untersuchungsobjekt hindurchtretende und von diesem geschwächte Röntgenstrahlung wird mittels eines Röntgendetektors erfasst, z.B. mittels eines mit leichtem axialen Versatz zum Target angeordneten kreis- oder teilkreisförmigen Röntgendetektors. Es werden Strahlschwächungsprofile bei Durchstrahlung des Untersuchungsobjekts aus unterschiedlichen Richtungen erstellt und aus den Messdaten durch Anwendung tomographischer Bildrekonstruktionsverfahren die Dichteverteilung in der durchstrahlten Schnittebene berechnet. Die Elektronenstrahl-Röntgencomputertomographie wird z.B. in der medizinischen Diagnostik eingesetzt, insbesondere zur Bildgebung des schlagenden Herzens.In electron beam X-ray computer tomography, an electron beam guided in a vacuum chamber is passed through a target by means of an electromagnetic deflection system. The target may e.g. be an annular or ring-shaped metal target. X-rays are generated at the impact position of the electron beam on the target, so that a fast-moving X-ray focal spot can be generated by means of the essentially inertia-free electron beam. With the X-ray radiation, an examination subject, e.g. a patient to be screened. The X-ray radiation passing through the examination object and weakened by it is detected by means of an X-ray detector, e.g. by means of a circular or semi-circular X-ray detector arranged with a slight axial offset from the target. Beam attenuation profiles are generated when the examination object is irradiated from different directions, and the density distribution in the irradiated sectional plane is calculated from the measured data by using tomographic image reconstruction methods. The electron beam X-ray computer tomography is e.g. used in medical diagnostics, in particular for imaging the beating heart.

In der Prozesstomographie kann das Prinzip der Elektronenstrahltomographie z.B. genutzt werden, um Schnittbildfolgen von Strömungsvorgängen mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung zu erzeugen. Dies ist für Strömungen möglich, die Fluidbestandteile mit unterschiedlichen Strahlungsschwächungswerten enthalten, das heißt Fluidbestandteile mit unterschiedlicher mittlerer Dichte oder mittlerer Kernladungszahl. Die dreidimensionale Verteilung des Röntgenschwächungskoeffizienten der strömenden Fluide wird dabei aus einem Satz von zweidimensionalen Schnittbildern rekonstruiert, indem in der durch die Elektronenstrahl-Umlaufbahn vorgegebenen Scanebene nacheinander mehrere Schnittbilder aufgenommen werden und aus deren Zeitverlauf die dreidimensionale Strömungsstruktur rekonstruiert wird. Da hierbei die an sich dreidimensionale Strömungsstruktur jedoch lediglich aus einer Schnittbildfolge von zweidimensionalen, nacheinander in ein und derselben Scanebene aufgenommenen Schnittbildern rekonstruiert wird, ist der Informationsgewinn eingeschränkt. Das tatsächliche dreidimensionale Aussehen der Strömungsstruktur kann nicht direkt erfasst werden, und die rekonstruierte dreidimensionale Strömungsstruktur kann von der tatsächlichen dreidimensionalen Strömungsstruktur abweichen.In process tomography, the principle of electron beam tomography may e.g. can be used to create sectional sequences of flow processes with high temporal and spatial resolution. This is possible for flows containing fluid constituents with different radiation attenuation values, that is, fluid constituents of different average density or average atomic number. The three-dimensional distribution of the X-ray attenuation coefficient of the flowing fluids is thereby reconstructed from a set of two-dimensional slice images by successively recording a plurality of slice images in the scan plane predetermined by the electron beam orbit and reconstructing the three-dimensional flow structure from the time course thereof. However, since the intrinsically three-dimensional flow structure is only reconstructed from a cross-sectional sequence of two-dimensional cross-sectional images taken one after the other in one and the same scan plane, the information gain is limited. The actual three-dimensional appearance of the flow structure can not be directly detected, and the reconstructed three-dimensional flow structure may differ from the actual three-dimensional flow structure.

Die DE 103 56 601 A1 , die DE 10 2008 005 718 A1 und die DE 10 2009 002 114 B4 beschreiben Anordnungen zur Elektronenstrahltomographie, mittels derer dreidimensionale Abbildungen der inneren Struktur von Untersuchungsobjekten ermöglicht sind. Diese Anordnungen erfordern mehrere Röntgendetektorbögen, die entlang einer Axialrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, wobei jeder der Röntgendetektorbögen aus mehreren Einzeldetektoren besteht, sodass diese Anordnungen mit einem komplexen Aufbau einhergehen. Die DE 103 56 601 A1 beschreibt zudem eine Anordnung zur dreidimensionalen Röntgentomographie mit einem Einebenen-Lineardetektor, wobei mittels eines gestuften Targets Brennfleckbahnen in mehreren z-Ebenen erzeugt werden und die Röntgenstrahlung mittels des an einer vorgegebenen z-Position angeordneten Einebenen-Lineardetektors erfasst wird, sodass die resultierenden Durchstrahlebenen nicht parallel zueinander sind.The DE 103 56 601 A1 , the DE 10 2008 005 718 A1 and the DE 10 2009 002 114 B4 describe arrangements for electron beam tomography, by means of which three-dimensional images of the internal structure of examination objects are made possible. These arrangements require a plurality of X-ray detector arcs which are arranged offset from one another along an axial direction, wherein each of the X-ray detector arcs consists of a plurality of individual detectors, so that these arrangements are accompanied by a complex construction. The DE 103 56 601 A1 also describes an arrangement for three-dimensional X-ray tomography with a single-plane linear detector, wherein focal paths are generated in a plurality of z-planes by means of a stepped target and the X-ray radiation is detected by means of the single-plane linear detector arranged at a predetermined z-position so that the resulting through-planes are not parallel to each other.

Herkömmliche Elektronenstrahl-Röntgencomputertomographen sind somit nur eingeschränkt zum dreidimensionalen Abbilden der inneren Struktur von Untersuchungsobjekten, insbesondere von zeitlich veränderlichen Untersuchungsobjekten, geeignet und/oder erfordern dazu einen komplizierten Aufbau.Conventional electron beam X-ray computer tomographs are thus only limitedly suitable for the three-dimensional imaging of the internal structure of examination objects, in particular temporally variable examination objects, and / or require a complicated construction for this purpose.

Durch die Erfindung wird ein unkompliziert aufgebauter Elektronenstrahl-Röntgencomputertomograph bereitgestellt, mittels dessen auf einfache Art und Weise ein dreidimensionales Abbilden der inneren Struktur eines Untersuchungsobjektes ermöglicht ist.The invention provides an uncomplicated electron beam x-ray computer tomograph, by means of which a three-dimensional imaging of the internal structure of an examination object is made possible in a simple manner.

Gemäß der Erfindung wird eine Tomographievorrichtung zur Elektronenstrahl-Röntgentomograhie bereitgestellt, mittels derer eine dreidimensionale Abbildung der inneren Struktur eines Untersuchungsobjekts ermöglicht ist. Die Tomographievorrichtung kann eine Aufnahme (auch als Aufnahmeraum bezeichnet) zum Aufnehmen eines Untersuchungsobjekts darin aufweisen, das abzubildende Untersuchungsobjekt wird demgemäß in der Aufnahme positioniert.According to the invention, a tomography device for electron beam X-ray tomography is provided, by means of which a three-dimensional image of the internal structure of an examination subject is made possible. The tomography device may have a receptacle (also referred to as receiving space) for receiving an examination object therein, the object to be imaged being positioned accordingly in the receptacle.

Die Tomographievorrichtung weist Mittel zum Erzeugen eines Elektronenstrahls auf (auch als Elektronenstrahlerzeuger bezeichnet), z.B. eine Elektronenkanone. Die Tomographievorrichtung weist zudem eine Ablenkvorrichtung zum Ablenken und geführten Bewegen des Elektronenstrahls auf. Die Ablenkvorrichtung ist zum Ablenken und Positionieren des Elektronenstrahls mittels elektrischer und/oder magnetischer Felder ausgebildet. Die Ablenkvorrichtung kann somit eine elektronenoptische Ablenkvorrichtung sein, die zum Positionieren des Elektronenstrahls mittels elektromagnetischer Felder ausgebildet ist.The tomography device has means for generating an electron beam (also referred to as an electron gun), eg an electron gun. The tomography apparatus further includes a deflector for deflecting and guiding the electron beam. The deflection device is designed for deflecting and positioning the electron beam by means of electric and / or magnetic fields. The The deflection device may thus be an electron-optical deflection device which is designed to position the electron beam by means of electromagnetic fields.

Die Tomographievorrichtung weist ein Target zum Abbremsen des Elektronenstrahls unter Erzeugung von Röntgenstrahlung auf. Das Target (Ziel bzw. Zielmaterial) ist ein Material, das zum Auftreffen des Elektronenstrahls darauf vorgesehen ist, wobei die Elektronen des Elektronenstrahls unter Erzeugung von Röntgenstrahlung abgebremst werden. Der Elektronenstrahl wird mittels der Ablenkvorrichtung zu vorgegebenen Positionen auf dem Target gelenkt. Im Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf dem Target entsteht Röntgenstrahlung, die zum Durchstrahlen des Untersuchungsobjekts verwendet wird. Das Target kann z.B. aus einem Metall bestehen oder eine röntgenerzeugungsaktive Schicht aus einem Metall aufweisen, wobei das Metall z.B. Wolfram sein kann.The tomography apparatus has a target for decelerating the electron beam to generate X-ray radiation. The target (target material) is a material provided thereon for impinging the electron beam, whereby the electrons of the electron beam are decelerated to generate X-ray radiation. The electron beam is directed by means of the deflection device to predetermined positions on the target. At the point of impact of the electron beam on the target, X-ray radiation is generated, which is used to irradiate the examination subject. The target may e.g. consist of a metal or have an X-ray generating active layer of a metal, wherein the metal e.g. Tungsten can be.

Die Tomographievorrichtung weist zudem eine Steuervorrichtung zur Steuerung (d.h. zum Ansteuern) der Ablenkvorrichtung auf. Die Steuervorrichtung ist zur Steuerung der Ablenkvorrichtung mittels Steuerungsdaten ausgebildet. Die Steuerungsdaten definieren den zeitlichen Verlauf der Ablenkung des Elektronenstrahls durch die Ablenkvorrichtung, sodass durch die Steuerungsdaten die mittels der Ablenkvorrichtung hervorgerufene Bewegungsführung des Elektronenstrahls definiert ist. Die Steuerungsdaten definieren somit auch den zeitlichen Verlauf der Auftreffposition des Elektronenstrahls auf dem Target. Die Steuervorrichtung ist zum Ansteuern der Ablenkvorrichtung basierend auf den Steuerungsdaten derart ausgebildet, dass der Elektronenstrahl (insbesondere der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt) den mittels der Steuerungsdaten vorgegebenen Bewegungsablauf vollführt. Die Steuerung der Ablenkvorrichtung gemäß den Steuerungsdaten kann z.B. erfolgen, indem von der Steuervorrichtung dementsprechende Steuerungssignale an die Ablenkvorrichtung übermittelt werden. Zum Übermitteln der Steuerungssignale kann die Steuervorrichtung durch eine Datenverbindung mit der Ablenkvorrichtung verbunden sein.The tomography apparatus further comprises a control device for controlling (i.e., driving) the deflection device. The control device is designed to control the deflection device by means of control data. The control data defines the time profile of the deflection of the electron beam by the deflection device, so that the control data for the deflection of the electron beam caused by the deflection device is defined. The control data thus also define the time profile of the impact position of the electron beam on the target. The control device is designed to drive the deflection device based on the control data such that the electron beam (in particular the electron beam impact point) performs the movement sequence predetermined by the control data. The control of the deflection device according to the control data may be e.g. be carried out by the control device corresponding control signals are transmitted to the deflection device. For transmitting the control signals, the control device may be connected to the deflection device by means of a data connection.

Die Steuervorrichtung ist (mittels entsprechender Steuerungsdaten) zur Steuerung der Ablenkvorrichtung derart ausgebildet, dass der Elektronenstrahl von der Steuervorrichtung mittels der Ablenkvorrichtung auf vorgegebene Positionen auf dem Target gelenkt werden kann, sodass der Elektronenstrahl an einer vorgegebenen Auftreffposition bzw. einem vorgegebenen Auftreffpunkt auf dem Target auftrifft. An dem Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf dem Target entsteht Röntgenstrahlung, die zum Durchstrahlen des Untersuchungsobjekts verwendet wird. Die Auftreffposition des Elektronenstrahls auf dem Target wird auch als Elektronenstrahl-Auftreffpunkt, Elektronenstrahl-Auftreffposition, Röntgenbrennfleck oder kurz Brennfleck bezeichnet.The control device is designed (by means of appropriate control data) for controlling the deflection device such that the electron beam can be directed by the control device by means of the deflection device to predetermined positions on the target so that the electron beam impinges on a predetermined impact position or a predetermined impact point on the target , At the point of impact of the electron beam on the target, X-radiation is generated, which is used to irradiate the examination subject. The impact position of the electron beam on the target is also referred to as electron beam impact point, electron beam impact position, X-ray focal spot or short focal point.

Die Steuervorrichtung ist (mittels entsprechender Steuerungsdaten) zur Steuerung der Ablenkvorrichtung derart eingerichtet, dass der Elektronenstrahl derart über das Target geführt wird, dass der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt nacheinander mehrere Bahnen auf dem Target beschreibt bzw. durchläuft. Die von dem Elektronenstrahl-Auftreffpunkt auf dem Target beschriebenen Bahnen werden auch als Brennfleckbahnen bezeichnet. Die Steuervorrichtung ist zur Steuerung der Ablenkvorrichtung derart ausgebildet, dass jede der Brennfleckbahnen in einer anderen Ebene verläuft; diese Ebenen werden auch als Bahnebenen oder Strahlbahnebenen bezeichnet, wobei alle diese Bahnebenen parallel zueinander sind.The control device is set up (by means of appropriate control data) for controlling the deflection device such that the electron beam is guided over the target in such a way that the electron beam impingement point successively describes or passes through several paths on the target. The paths described by the electron beam impact point on the target are also referred to as focal spot paths. The control device is designed to control the deflection device such that each of the focal spot paths runs in a different plane; these planes are also referred to as track planes or beam track planes, all of these track planes being parallel to each other.

Somit ist die Steuervorrichtung zur Steuerung der Ablenkvorrichtung mittels Steuerungsdaten derart ausgebildet, dass der Elektronenstrahl von der Steuervorrichtung mittels der Ablenkvorrichtung derart führbar ist (und beim Betreiben der Tomographievorrichtung derart geführt wird), dass der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt nacheinander entlang mehrerer, in unterschiedlichen Bahnebenen verlaufender Brennfleckbahnen über das Target wandert, wobei alle diese Bahnebenen parallel zueinander sind und somit eine gemeinsame Normalenrichtung aufweisen (auch als Bahnebenen-Normalenrichtung bezeichnet). Die Bahnebenen-Normalenrichtung bezeichnet die Richtung des Normalenvektors der Bahnebenen. An dem Elektronenstrahl-Auftreffpunkt entsteht Röntgenstrahlung, die zur Untersuchung des Untersuchungsobjektes verwendet wird. Der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt wird somit entlang mehrerer Brennfleckbahnen geführt (z.B. entlang von mindestens zwei Brennfleckbahnen oder z.B. entlang von mindestens drei Brennfleckbahnen, z.B. entlang von zwei, drei oder vier Brennfleckbahnen), wobei jede dieser Brennfleckbahnen in einer anderen Bahnebene verläuft.Thus, the control device for controlling the deflection device is designed by means of control data such that the electron beam from the control device by means of the deflection is so feasible (and guided during operation of the tomography device), that the electron beam impact point successively along several, in different orbital planes extending Brennfleckbahnen travels across the target, all of these trajectory planes being parallel to each other and thus having a common normal direction (also referred to as trajectory normal direction). The orbital plane normal direction designates the direction of the normal vector of the orbital planes. At the point of impact with the electron beam, X-radiation is generated, which is used to examine the object to be examined. The electron beam impact point is thus guided along multiple focal spot paths (e.g., along at least two focal spot paths or, for example, along at least three focal spot paths, e.g., along two, three or four focal spot paths), each of these focal point paths being in a different orbital plane.

Die Tomographievorrichtung weist zudem eine Detektorvorrichtung mit mehreren Detektoren zum Erfassen der Röntgenstrahlung auf. Die Detektoren werden auch als Röntgendetektoren oder Einzeldetektoren bezeichnet.The tomography device also has a detector device with a plurality of detectors for detecting the x-ray radiation. The detectors are also referred to as X-ray detectors or single detectors.

Jeder der Röntgendetektoren weist ein Detektorelement auf, das sich entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung über alle Bahnebenen hinweg erstreckt und ein Szintillatormaterial aufweist, von dem bei darauf auftreffender Röntgenstrahlung mittels Szintillation Szintillationslicht erzeugt wird. Das Szintillatormaterial ist ein Material, das bei Auftreffen der Röntgenstrahlung darauf Licht abgibt, insbesondere durch Szintillation erzeugtes Licht. Das durch Szintillation erzeugte Licht wird auch als Szintillationslicht bezeichnet. Das Szintillationslicht ist elektromagnetische Strahlung mit einer anderen Wellenlänge als die Röntgenstrahlung. Das Szintillationslicht kann z.B. im sichtbaren Spektralbereich liegen, aber z.B. auch im ultravioletten oder infraroten Spektralbereich. Die Detektorelemente dienen zum Umwandeln der Röntgenstrahlung in Szintillationslicht und werden daher auch als Konversionselemente bezeichnet.Each of the X-ray detectors has a detector element which extends along the web plane normal direction across all web planes and has a scintillator material from which scintillation light is generated by scintillation of incident X-radiation thereon. The scintillator material is a material that emits light upon impact of the x-ray radiation thereon, in particular light generated by scintillation. The light generated by scintillation is also called scintillation light. The scintillation light is electromagnetic radiation having a different wavelength than the X-ray radiation. The scintillation light can be in the visible spectral range, for example, but also in the ultraviolet or infrared spectral range, for example. The detector elements are used to convert the X-radiation into scintillation light and are therefore also referred to as conversion elements.

Jeder der Röntgendetektoren weist einen Lichtdetektor (auch als Lichtwandler bezeichnet) auf, der zum Erfassen des Szintillationslichts und Erzeugen eines Detektorsignals basierend auf dem erfassten Szintillationslicht ausgebildet ist. Das von dem Lichtdetektor eines Röntgendetektors erzeugte Detektorsignal bildet zugleich das Detektorsignal des Röntgendetektors und wird daher auch als Röntgendetektor-Signal bezeichnet.Each of the X-ray detectors has a light detector (also referred to as a light converter) configured to detect the scintillation light and generate a detection signal based on the detected scintillation light. The detector signal generated by the light detector of an X-ray detector simultaneously forms the detector signal of the X-ray detector and is therefore also referred to as X-ray detector signal.

Somit weist jeder der Röntgendetektoren einen Lichtdetektor auf, der derart angeordnet und ausgebildet ist, dass von ihm das von dem Konversionselement des Röntgendetektors erzeugte Szintillationslicht erfassbar ist. Ein derartiger Lichtdetektor kann z.B. als Photodetektor ausgebildet sein, der Lichtdetektor kann z.B. eine Photodiode, ein Photomultiplier, ein Phototransistor oder Photowiderstand sein. Der Lichtdetektor ist derart ausgebildet, dass von ihm darauf auftreffendes Szintillationslicht in ein als Detektorsignal des Röntgendetektors fungierendes (z.B. elektrisches) Signal umgewandelt wird, mittels dessen das Szintillationslicht (z.B. die Intensität des Szintillationslichts) erfassbar ist, und wird auch als Szintillationslicht-Detektor bezeichnet.Thus, each of the X-ray detectors has a light detector, which is arranged and designed such that the scintillation light generated by the conversion element of the X-ray detector can be detected by it. Such a light detector may e.g. be designed as a photodetector, the light detector may e.g. a photodiode, a photomultiplier, a phototransistor or photoresistor. The light detector is designed such that scintillating light incident thereon is converted into an (e.g., electrical) signal which detects the scintillation light (e.g., the intensity of the scintillation light) as a detector signal of the X-ray detector and is also referred to as a scintillation light detector.

Jeder der Röntgendetektoren weist somit ein Konversionselement und einen Szintillationslicht-Detektor auf, wobei das Konversionselement zum Umwandeln von darauf auftreffender Röntgenstrahlung in Szintillationslicht ausgebildet ist, und wobei der Szintillationslicht-Detektor zum Erfassen des Szintillationslichts und Erzeugen eines Detektorsignals basierend auf dem erfassten Szintillationslicht ausgebildet ist.Each of the X-ray detectors thus comprises a conversion element and a scintillation light detector, wherein the conversion element is configured to convert X-radiation incident thereon to scintillation light, and wherein the scintillation light detector is configured to detect the scintillation light and generate a detection signal based on the detected scintillation light.

Beim Betreiben der Tomographievorrichtung wird der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt gemäß den Steuerungsdaten nacheinander entlang der unterschiedlichen Brennfleckbahnen geführt, wobei jede der Brennfleckbahnen in einer anderen Bahnebene liegt, sodass die Röntgenstrahlung nacheinander in den unterschiedlichen Bahnebenen emittiert wird.In operation of the tomography device, the electron beam impact point is sequentially guided along the different focal spot paths according to the control data, each of the focal spot paths being in a different orbital plane such that the X-radiation is emitted successively in the different track planes.

Das Konversionselement jedes der Röntgendetektoren erstreckt sich über alle Bahnebenen hinweg, sodass mittels jedes Konversionselements Röntgenstrahlung in jeder der Bahnebenen erfassbar und mittels des zugehörigen Szintillationslicht-Detektors in ein Detektorsignal umwandelbar ist. Somit kann mittels jedes der Röntgendetektoren Röntgenstrahlung in jeder der Bahnebenen erfasst werden.The conversion element of each of the X-ray detectors extends over all the orbital planes, so that by means of each conversion element X-radiation can be detected in each of the orbital planes and converted into a detector signal by means of the associated scintillation light detector. Thus, by means of each of the X-ray detectors X-ray radiation can be detected in each of the track planes.

Die Tomographievorrichtung ist derart ausgebildet, dass von ihr jedes der Detektorsignale der Röntgendetektoren basierend auf den Steuerungsdaten, mittels derer die Steuerung der Ablenkvorrichtung durch die Steuervorrichtung erfolgt, einer der Bahnebenen zugeordnet wird, wobei die Detektorsignale jeweils derjenigen Ebene zugeordnet werden, der die signalverursachende Röntgenstrahlung entstammt.The tomography device is designed such that each of the detector signals of the x-ray detectors is assigned to one of the track planes based on the control data by means of which the deflection device is controlled by the control device, wherein the detector signals are respectively assigned to the plane from which the signal-generating x-ray radiation originates ,

Die Tomographievorrichtung ist somit derart ausgebildet, dass von ihr die Zuordnung der Detektorsignale der Röntgendetektoren zu den einzelnen Bahnebenen über die Auswertung der mittels der Steuervorrichtung anhand der Steuerungsdaten realisierten Ablenksteuerung erfolgt. Dadurch können die mittels eines Konversionselements generierten Detektorsignale, die immer mittels ein und desselben Szintillationslicht-Detektors erfasst werden, eindeutig der Ebene zugeordnet werden, in der die sie verursachende Röntgenstrahlung entstanden ist.The tomography device is thus designed in such a way that the assignment of the detector signals of the X-ray detectors to the individual track planes takes place via the evaluation of the deflection control implemented by the control device on the basis of the control data. As a result, the detector signals generated by means of a conversion element, which are always detected by means of one and the same scintillation light detector, can be unambiguously assigned to the plane in which the x-radiation causing them originated.

Jedes Detektorsignal wird durch Röntgenstrahlung in derjenigen Ebene verursacht, in der sich der Röntgenbrennfleck zur Zeit der Erzeugung des Detektorsignals befindet. Die Konversionselemente erstrecken sich über alle Ebenen hinweg, sodass die Röntgendetektoren unabhängig davon, in welcher Ebene sich der Brennfleck gerade befindet, ein Detektorsignal generieren. Daher können die Detektorsignale allein anhand des signalerzeugenden Röntgendetektors zunächst nicht eindeutig einer der Ebenen zugeordnet werden.Each detector signal is caused by X-radiation in the plane in which the X-ray focal spot is at the time of generation of the detector signal. The conversion elements extend over all planes, so that the X-ray detectors generate a detector signal regardless of which plane the focal spot is currently in. Therefore, the detector signals can not be uniquely assigned to one of the planes on the basis of the signal-generating X-ray detector initially.

Die Steuerungsdaten definieren die Bewegung des Elektronenstrahls und den zeitlichen Verlauf der Auftreffposition des Elektronenstrahls auf dem Target, sodass anhand der Steuerungsdaten für jedes Detektorsignal die zum Zeitpunkt der Erfassung des Detektorsignals vorliegende Elektronenstrahl-Auftreffposition ermittelbar ist. Somit kann anhand der Steuerungsdaten jedem Detektorsignal die zum Zeitpunkt der Signalerfassung vorliegende Elektronenstrahl-Auftreffposition (und somit auch die Bahnebene, in der sich diese Elektronenstrahl-Auftreffposition befindet) zugeordnet werden.The control data defines the movement of the electron beam and the time course of the impact position of the electron beam on the target, so that the electron beam incident position present at the time of detection of the detection signal can be determined from the control data for each detector signal. Thus, based on the control data, each detector signal can be assigned the electron beam incident position (and thus also the orbital plane in which this electron beam incidence position is located) at the time of the signal detection.

Die Tomographievorrichtung ist demgemäß derart ausgebildet, dass von ihr jedes Detektorsignal der Röntgendetektoren basierend auf den Steuerungsdaten derjenigen Bahnebene zugeordnet wird, in der sich der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt gemäß den Steuerungsdaten während der Erfassung des Detektorsignals (d.h. zur Zeit der Erzeugung des Detektorsignals durch den jeweiligen Röntgendetektor) befindet. Die Tomographievorrichtung ist also derart ausgebildet, dass von ihr jedes Detektorsignal basierend auf den Steuerungsdaten der während der Erzeugung des Detektorsignals von dem Elektronenstrahl angesteuerten Ebene zugeordnet wird.Accordingly, the tomography device is designed so that each detector signal of the X-ray detectors is assigned to the orbital plane based on the control data, in which the electron beam impingement point in accordance with the control data during the detection of the detector signal (ie at the time of generating the Detector signal through the respective X-ray detector) is located. The tomography device is thus designed in such a way that it assigns each detector signal based on the control data to the plane controlled by the electron beam during the generation of the detector signal.

Beim Betreiben der Tomographievorrichtung wird somit der Elektronenstrahl nacheinander entlang der Brennfleckbahnen in den unterschiedlichen Bahnebenen geführt, sodass nacheinander Röntgenstrahlung in diesen Ebenen erzeugt wird. Der zum Aufnehmen des Untersuchungsobjekts vorgesehene Aufnahmeraum der Tomographievorrichtung ist im Strahlengang der Röntgenstrahlung angeordnet, sodass das Untersuchungsobjekt von der Röntgenstrahlung durchstrahlt wird, wobei die Röntgenstrahlung geschwächt wird. Die Röntgendetektoren sind derart angeordnet, dass die Konversionselemente (oder zumindest eines oder einige der Konversionselemente) im Strahlengang der Röntgenstrahlung hinter dem Aufnahmeraum und somit im Strahlengang der von dem Untersuchungsobjekt geschwächten Röntgenstrahlung angeordnet sind, sodass von ihnen die von dem Untersuchungsobjekt geschwächte Röntgenstrahlung erfasst werden kann. Die durch das Untersuchungsobjekt hindurchgetretene Röntgenstrahlung wird mittels der Konversionselemente der Röntgendetektoren in Szintillationslicht umgewandelt, welches mittels der Szintillationslicht-Detektoren der Röntgendetektoren in ein Detektorsignal umgewandelt wird. Anhand der Steuerungsdaten wird jedes Detektorsignal derjenigen Ebene zugeordnet, der die signalverursachende Röntgenstrahlung entstammt.During operation of the tomography device, the electron beam is thus guided one after the other along the focal spot paths in the different track planes, so that X-ray radiation is successively generated in these planes. The intended for receiving the examination object receiving space of the tomography device is arranged in the beam path of the X-ray radiation, so that the examination object is irradiated by the X-radiation, wherein the X-ray radiation is weakened. The X-ray detectors are arranged such that the conversion elements (or at least one or some of the conversion elements) are arranged in the beam path of the X-ray radiation behind the receiving space and thus in the beam path of the X-ray radiation weakened by the examination object, so that the X-ray radiation weakened by the examination object can be detected by them , The X-ray radiation which has passed through the examination object is converted by means of the conversion elements of the X-ray detectors into scintillation light, which is converted into a detector signal by means of the scintillation light detectors of the X-ray detectors. Based on the control data, each detector signal is assigned to the plane from which the signal-causing X-ray radiation originates.

Mit variierender Position des Elektronenstrahl-Auftreffpunktes innerhalb einer Ebene verändert sich auch die Durchstrahlrichtung, in der das Untersuchungsobjekt von der Röntgenstrahlung durchstrahlt wird. Somit können mittels der Röntgendetektoren für jede Ebene mehrere Projektionen des Untersuchungsobjekts bei unterschiedlichen Durchstrahlrichtungen erfasst werden. Eine Projektion kennzeichnet dabei das in der jeweiligen Ebene vorliegende Strahlschwächungsprofil für eine vorgegebene Durchstrahlrichtung, welches durch die Gesamtheit der Signale mehrerer oder aller der Röntgendetektoren bei der jeweiligen Durchstrahlgeometrie gegeben ist. Die einer gemeinsamen Ebene zugeordneten Projektionen (bei unterschiedlichen Durchstrahlrichtungen) bilden einen dieser Ebene zugeordneten Projektionsdatensatz.With varying position of the electron beam impingement point within a plane, the transmission direction in which the examination object is irradiated by the X-radiation also changes. Thus, by means of the X-ray detectors for each plane, a plurality of projections of the examination object can be detected at different transmission directions. In this case, a projection characterizes the beam attenuation profile present in the respective plane for a given transmission direction, which is given by the totality of the signals of several or all of the X-ray detectors in the respective transmission geometry. The projections associated with a common plane (with different transmission directions) form a projection data record assigned to this plane.

Indem von der Tomographievorrichtung jedes der Detektorsignale derjenigen Ebene zugeordnet wird, in der sich der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt während der Erzeugung des Detektorsignals befindet, kann die Tomographievorrichtung somit derart ausgebildet sein, dass von ihr anhand der einer gemeinsamen Ebene zugeordneten Detektorsignale ein dieser Ebene zugeordneter Projektionsdatensatz des Untersuchungsobjekts erzeugbar ist. Mittels der Röntgendetektoren kann somit für jede der Ebenen ein Datensatz von Durchstrahlprojektionen aus unterschiedlichen Projektionswinkeln aufgenommen werden.By assigning each of the detector signals of the tomography device of the plane in which the electron beam impact point during the generation of the detector signal, the tomography device can thus be designed such that from this based on the detector signals associated with a common plane a projection data set of the Examination object is generated. By means of the X-ray detectors, a data set of transmission projections from different projection angles can thus be recorded for each of the planes.

Indem der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt nacheinander alle Bahnebenen durchläuft, kann von der Tomographievorrichtung für jede der Bahnebenen ein Projektionsdatensatz erzeugt werden. Die Tomographievorrichtung kann somit für jede der Ebenen zum Erzeugen eines der Ebene zugeordneten Projektionsdatensatzes ausgebildet sein, sodass von der Tomographievorrichtung für jede der Bahnebenen ein zugeordneter Projektionsdatensatz generiert wird.By successively traversing all orbital planes of the electron beam impingement, a projection data set can be generated by the tomography device for each of the orbital planes. The tomography device can thus be designed for each of the planes for generating a projection data set associated with the plane, so that an associated projection data set is generated by the tomography device for each of the track planes.

Aus jedem Projektionsdatensatz kann auf bekannte Art und Weise mittels tomographischer Bildrekonstruktionsverfahren die in dem zugehörigen durchstrahlten Volumen vorliegende innere Struktur des Untersuchungsobjekts überlagerungsfrei ermittelt werden und z.B. in Form eines tomographischen Bildes veranschaulicht werden.From each projection data set, the internal structure of the examination object present in the associated irradiated volume can be determined in a known manner by means of tomographic image reconstruction methods without overlay, and e.g. be illustrated in the form of a tomographic image.

Indem mittels der Tomographievorrichtung für jede der Bahnebenen ein zugeordneter Projektionsdatensatz erfassbar ist, kann mittels der Tomographievorrichtung für jede der Bahnebenen eine zugeordnete tomographische Abbildung bzw. ein zugeordnetes tomographisches Bild (z.B. in Form eines Schnittbildes) erfasst werden. Anhand der den unterschiedlichen Ebenen zugeordneten tomographischen Bilder kann eine dreidimensionale Abbildung der inneren Struktur des Untersuchungsobjekts generiert werden. Somit ist mittels der Tomographievorrichtung eine dreidimensionale Abbildung der inneren Struktur des Untersuchungsobjekts ermöglicht (auch als 3D-Elektronenstrahl-Röntgencomputertomographie bezeichnet).By being able to detect an assigned projection data set for each of the track planes by means of the tomography device, an associated tomographic image (for example in the form of a sectional image) can be acquired for each of the track planes by means of the tomography device. Based on the tomographic images assigned to the different planes, a three-dimensional image of the internal structure of the examination object can be generated. Thus, by means of the tomography device, a three-dimensional image of the internal structure of the examination object is made possible (also referred to as 3D electron beam X-ray computer tomography).

Indem jeder der Röntgendetektoren ein Konversionselement aufweist, das sich über alle der Bahnebenen hinweg erstreckt, kann mittels jedes der Röntgendetektoren Röntgenstrahlung in jeder der Bahnebenen erfasst werden, sodass die Anzahl der zur Abdeckung der Bahnebenen erforderlichen Detektoren gering gehalten werden kann, wobei zudem die erforderliche Anzahl der Kanäle der Detektorelektronik gering gehalten werden kann. Dadurch kann die Tomographievorrichtung mit einem unkomplizierten Aufbau realisiert werden, wobei zudem die Kosten für das Detektormaterial gering gehalten werden können.By having each of the X-ray detectors having a conversion element extending across all of the orbital planes, X-ray radiation in each of the orbital planes can be detected by each of the X-ray detectors, so that the number of detectors required to cover the orbital planes can be minimized, with the required number the channels of the detector electronics can be kept low. As a result, the tomography device can be realized with an uncomplicated construction, wherein, in addition, the costs for the detector material can be kept low.

Indem die Detektorsignale anhand der Steuerungsdaten den signalverursachenden Bahnebenen zugeordnet werden können, können mittels der Tomographievorrichtung tomographische Bilder an unterschiedlichen Positionen des Untersuchungsobjekts erzeugt werden, sodass ein dreidimensionales Abbilden des Untersuchungsobjekts ermöglicht ist, wobei trotz der geringen Detektoranzahl z.B. ein 3D-Datensatz von Einzelprojektionen des Untersuchungsobjekts erhoben werden kann. Indem jeder Röntgendetektor mit lediglich einem einzigen Lichtdetektor ausgebildet ist, kann insbesondere die Anzahl der erforderlichen Lichtdetektoren gering gehalten werden.By the detector signals on the basis of the control data can be assigned to the signal-causing track levels, by means of the Tomographic device tomographic images are generated at different positions of the examination subject, so that a three-dimensional imaging of the examination subject is possible, although in spite of the small number of detectors, for example, a 3D data set of individual projections of the examination subject can be collected. By each X-ray detector is formed with only a single light detector, in particular, the number of required light detectors can be kept low.

Gemäß einer Ausführungsform weist jedes der (auch als Konversionselemente bezeichneten) Detektorelemente an seiner Außenfläche eine Verspiegelung zum Reflektieren des Szintillationslichts auf, wobei die Verspiegelung die gesamte Außenfläche des Detektorelements bis auf einen als Austrittsfenster für das Szintillationslicht fungierenden Abschnitt (auch als Szintillationslicht-Austrittsfenster bezeichnet) überdeckt. Die Verspiegelung ist derart ausgebildet, dass von ihr das in dem Konversionselement erzeugte Szintillationslicht an der Außenfläche des Konversionselements in dessen Inneres zurückreflektiert wird und somit am Verlassen des Konversionselements gehindert wird. Der als Austrittsfenster für das Szintillationslicht fungierende Abschnitt der Detektorelement-Außenfläche ist nicht von der Verspiegelung bedeckt. Aufgrund der Verspiegelung kann das Szintillationslicht nur an dem Szintillationslicht-Austrittsfenster aus dem Konversionselement austreten.According to one embodiment, each of the detector elements (also referred to as conversion elements) has a reflective coating on its outer surface for reflecting the scintillation light, the reflective coating covering the entire outer surface of the detector element except for a section acting as an exit window for the scintillation light (also referred to as a scintillation light exit window). covered. The mirror coating is designed in such a way that it reflects back the scintillation light generated in the conversion element on the outer surface of the conversion element in its interior and is thus prevented from leaving the conversion element. The portion of the detector element outer surface which functions as an exit window for the scintillation light is not covered by the mirror coating. Due to the mirroring, the scintillation light can only emerge from the conversion element at the scintillation light exit window.

Der Szintillationslicht-Detektor jedes Röntgendetektors ist derart angeordnet, dass von ihm durch das Szintillationslicht-Austrittsfenster hindurch aus dem Konversionselement des Röntgendetektors austretendes Szintillationslicht erfassbar ist. Aufgrund der Wellenlängenabhängigkeit der Reflektivität von Spiegeln ist sichergestellt, dass die Röntgenstrahlung trotz der für das Szintillationslicht reflektierenden Verspiegelung in das Konversionselement eintreten kann. Die Verspiegelung kann z.B. als dichroitischer Spiegel (auch als Interferenzspiegel bezeichnet) ausgeführt sein oder als Metallschicht (z.B. in Form einer Metallbeschichtung).The scintillation light detector of each X-ray detector is arranged in such a way that scintillation light emerging from it through the scintillation light exit window can be detected from the conversion element of the X-ray detector. Due to the wavelength dependence of the reflectivity of mirrors, it is ensured that the X-ray radiation can enter the conversion element despite the reflective coating reflecting the scintillation light. The mirroring may e.g. be designed as a dichroic mirror (also referred to as interference mirror) or as a metal layer (for example in the form of a metal coating).

Die Röntgendetektoren sind derart ausgebildet und angeordnet, dass sich das Konversionselement jedes Röntgendetektors entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung über alle der Bahnebenen hinweg erstreckt. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass jedes der Konversionselemente stabförmig ausgebildet ist und mit seiner Längsrichtung entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung verlaufend angeordnet ist. Zudem kann jeder Röntgendetektor derart ausgebildet sein, dass der Szintillationslicht-Detektor des Röntgendetektors an einem der beiden Stabenden bzw. Längsenden des stabförmigen Konversionselements angeordnet ist (z.B. an einer der beiden Stirnflächen des Konversionselements, die die Längsenden des stabförmigen Konversionselements bilden). Für den Fall, dass die Konversionselemente mit einer Verspiegelung versehen sind, kann demgemäß auch das Szintillationslicht-Austrittsfenster an dem jeweiligen Längsende des stabförmigen Konversionselements ausgebildet sein, z.B. an der jeweiligen Stirnfläche.The X-ray detectors are designed and arranged such that the conversion element of each X-ray detector extends along the web plane normal direction over all of the web planes. It can e.g. be provided that each of the conversion elements is rod-shaped and is arranged to extend with its longitudinal direction along the web plane normal direction. In addition, each X-ray detector may be configured such that the scintillation light detector of the X-ray detector is disposed at one of the two bar ends of the bar-shaped conversion element (e.g., one of the two end faces of the conversion element constituting the longitudinal ends of the bar-shaped conversion element). Accordingly, in the case where the conversion elements are provided with a mirror coating, the scintillation light exit window may also be formed at the respective longitudinal end of the rod-shaped conversion element, e.g. at the respective end face.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Target ein Hohlkörper mit einer um eine Gerade bzw. Achse umlaufenden inneren Mantelfläche, ein derartiges Target wird nachfolgend auch als Hohlkörper-Target bezeichnet. Die Achse, um die herum die innere Mantelfläche umläuft und die somit von der inneren Mantelfläche umschlossen wird, wird nachfolgend auch als Innenachse oder Zentralachse bezeichnet. Die innere Mantelfläche des Hohlkörper-Targets wird auch als Innenseite des Hohlkörper-Targets bezeichnet. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass das Target ein Hohlkörper mit einer inneren Mantelfläche in Form der (äußeren) Mantelfläche eines geraden oder schiefen Kegels oder Kegelstumpfes ist, insbesondere in Form der Mantelfläche eines geraden oder schiefen Kreiskegels oder Kreiskegelstumpfes. Ein derartiges Target wird auch als trichterförmiges Target bezeichnet. Ein derartiges Target ist bevorzugt derart angeordnet, dass der Kegeldurchmesser des von der inneren Mantelfläche definierten Kegels bzw. Kegelstumpfes mit zunehmendem Abstand von dem Elektronenstrahlerzeuger abnimmt, sodass der Kegeldurchmesser entlang der Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls abnimmt.According to one embodiment, the target is a hollow body with an inner circumferential surface running around a straight line or axis; such a target is also referred to below as a hollow body target. The axis around which the inner circumferential surface rotates and which is thus enclosed by the inner circumferential surface is hereinafter also referred to as inner axis or central axis. The inner circumferential surface of the hollow body target is also referred to as the inside of the hollow body target. It can e.g. be provided that the target is a hollow body having an inner circumferential surface in the form of the (outer) lateral surface of a straight or oblique cone or truncated cone, in particular in the form of the lateral surface of a straight or oblique circular cone or circular truncated cone. Such a target is also referred to as a funnel-shaped target. Such a target is preferably arranged such that the cone diameter of the cone or truncated cone defined by the inner circumferential surface decreases with increasing distance from the electron gun, so that the cone diameter decreases along the propagation direction of the electron beam.

Die Tomographievorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass der Elektronenstrahl von der Steuervorrichtung mittels der Ablenkvorrichtung derart führbar ist (bzw. beim Betreiben der Tomographievorrichtung derart geführt wird), dass der Elektronenstrahl an einem Auftreffpunkt auf der inneren Mantelfläche auf das Target auftrifft und der Auftreffpunkt nacheinander entlang mehrerer, auf der inneren Mantelfläche des Hohlkörper-Targets verlaufender Bahnen geführt wird. Die von dem Elektronenstrahl-Auftreffpunkt durchlaufenen Brennfleckbahnen ergeben sich dabei als Schnitte zwischen der inneren Mantelfläche des Targets und den Bahnebenen, wobei die unterschiedlichen Bahnebenen entlang der Innenachse jeweils in einem Abstand zueinander angeordnet sind.The tomography device can be designed in such a way that the electron beam can be guided by the control device by means of the deflection device such that the electron beam strikes the target at an impact point on the inner lateral surface and the impact point successively along several, running on the inner circumferential surface of the hollow body target tracks is guided. In this case, the focal spot paths traversed by the electron beam impinging point result as sections between the inner circumferential surface of the target and the track planes, the different track planes being arranged at a distance from each other along the inner axis.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Target als Hohlkörper mit einer um eine Innenachse umlaufenden inneren Mantelfläche ausgebildet, wobei die innere Mantelfläche die Form der Mantelfläche eines schiefen Kreiskegels oder schiefen Kreiskegelstumpfes aufweist.According to one embodiment, the target is designed as a hollow body with an inner circumferential surface running around an inner axis, wherein the inner lateral surface has the shape of the lateral surface of an oblique circular cone or oblique circular truncated cone.

Demgemäß definiert die innere Mantelfläche des Targets einen schiefen Kreiskegel bzw. Kreiskegelstumpf mit einer kreisförmigen Kegelgrundfläche. Das Hohlraum-Target kann z.B. derart angeordnet sein, dass die kreisförmige Kegelgrundfläche senkrecht zu der Innenachse ist, sodass die Innenachse parallel zu der Normalenrichtung der Kegelgrundfläche ist (in diesem Fall verläuft die Innenachse nicht parallel zu der Kegelachse des von der inneren Mantelfläche definierten schiefen Kegels bzw. Kegelstumpfes). Dabei kann zudem vorgesehen sein, dass die Innenachse parallel zu der Bahnebenen-Normalenrichtung ist; in diesem Fall verläuft jede der Brennfleckbahnen in einer Ebene, die senkrecht zu der Innenachse ist, wobei die unterschiedlichen Bahnebenen entlang der Innenachse jeweils in einem Abstand zueinander angeordnet sind und sich die Brennfleckbahnen als Schnitte zwischen der inneren Mantelfläche des Targets und senkrecht zu der Innenachse verlaufenden Ebenen ergeben. In diesem Fall ist auch die Bahnebenen-Normalenrichtung senkrecht zu der kreisförmigen Kegelgrundfläche, sodass die Bahnebenen parallel zu der Kegelgrundfläche sind.Accordingly, the inner surface of the target defines an oblique circular cone or Circular truncated cone with a circular cone base. The cavity target may for example be arranged such that the circular cone base surface is perpendicular to the inner axis, so that the inner axis is parallel to the normal direction of the cone base surface (in this case, the inner axis is not parallel to the cone axis of the inclined cone defined by the inner surface or truncated cone). It can also be provided that the inner axis is parallel to the web plane normal direction; In this case, each of the focal spot lanes extends in a plane perpendicular to the inner axis, the different lane planes being spaced apart along the inner axis and the focal lobes extending as cuts between the inner surface of the target and perpendicular to the inner axis Levels arise. In this case, the orbital plane normal direction is also perpendicular to the circular cone bottom surface so that the web planes are parallel to the cone bottom surface.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Target ein Hohlkörper mit einer bezüglich einer Achse rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche, in diesem Fall wird die Achse auch als Symmetrieachse bezeichnet. Demgemäß kann das Target z.B. ein bezüglich einer Symmetrieachse rotationssymmetrischer Hohlkörper sein (z.B. ein Hohlzylinder, Hohlkegel oder Hohlkegelstumpf). Rotationssymmetrische Hohlkörper weisen eine äußere und eine innere Mantelfläche auf, wobei die äußere und die innere Mantelfläche rotationssymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse sind. Das Target kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass die innere Mantelfläche kegelförmig bzw. konusförmig ist und die Form der (äußeren) Mantelfläche eines geraden Kreiskegels oder geraden Kreiskegelstumpfes aufweist.According to another embodiment, the target is a hollow body with an inner surface which is rotationally symmetrical relative to an axis, in this case the axis is also referred to as the axis of symmetry. Accordingly, the target may be e.g. a rotationally symmetrical hollow body with respect to an axis of symmetry (for example, a hollow cylinder, hollow cone or hollow truncated cone). Rotationally symmetrical hollow bodies have an outer and an inner lateral surface, wherein the outer and the inner lateral surface are rotationally symmetrical with respect to the axis of symmetry. The target can in particular be designed such that the inner circumferential surface is conical or conical and has the shape of the (outer) lateral surface of a straight circular cone or a straight circular truncated cone.

Die Tomographievorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass der Elektronenstrahl von der Steuervorrichtung mittels der Ablenkvorrichtung derart führbar ist (bzw. beim Betreiben der Tomographievorrichtung derart geführt wird), dass der Elektronenstrahl an einem Auftreffpunkt auf der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche auf das Target auftrifft und der Auftreffpunkt nacheinander entlang mehrerer, auf der inneren Mantelfläche des Targets verlaufender Kreisbahnen geführt wird. Jede der Kreisbahnen verläuft in einer Ebene, die senkrecht zu der Symmetrieachse der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche ist, wobei die unterschiedlichen Kreisbahnebenen entlang der Symmetrieachse jeweils in einem Abstand zueinander angeordnet sind.The tomography device can be designed in such a way that the electron beam can be guided by the control device by means of the deflection device (or guided during operation of the tomography device) such that the electron beam impinges on the target at an impact point on the rotationally symmetrical inner lateral surface and the impact point successively along several, running on the inner circumferential surface of the target circular paths is performed. Each of the circular paths extends in a plane which is perpendicular to the axis of symmetry of the rotationally symmetrical inner circumferential surface, wherein the different circular path planes along the axis of symmetry are each arranged at a distance from each other.

Demgemäß ergeben sich die von dem Elektronenstrahl-Auftreffpunkt durchlaufenen Kreisbahnen als Schnitte zwischen der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche des Targets und Ebenen, die senkrecht zu der Symmetrieachse der inneren Mantelfläche sind, sodass die Normalenrichtung der Bahnebenen parallel zu der Symmetrieachse ist. Die von dem Brennfleck durchlaufenen Kreisbahnen sind somit konzentrisch zu der Symmetrieachse (d.h. die Mittelpunkte der Kreisbahnen liegen alle auf der Symmetrieachse), sodass die Kreisbahnen auch konzentrisch zueinander sind.Accordingly, the orbits traversed by the electron beam impingement point as cuts between the rotationally symmetrical inner lateral surface of the target and planes which are perpendicular to the axis of symmetry of the inner circumferential surface, so that the normal direction of the web planes is parallel to the axis of symmetry. The orbits traversed by the focal spot are thus concentric with the axis of symmetry (i.e., the centers of the orbits are all on the axis of symmetry) so that the orbits are also concentric with each other.

Der von der inneren Mantelfläche des Hohlkörper-Targets definierte bzw. umhüllte Hohlraum wird auch als Target-Innenraum bezeichnet. Die Tomographievorrichtung kann somit derart ausgebildet sein, dass der Elektronenstrahl auf die innere Mantelfläche des Targets gerichtet wird, sodass die Röntgenstrahlung von der inneren Mantelfläche in den Target-Innenraum hinein (z.B. in Richtung zu der Symmetrieachse hin) emittiert wird und den Target-Innenraum durchstrahlt. Der zum Aufnehmen des Untersuchungsobjekts darin vorgesehene Aufnahmeraum kann demgemäß in dem Target-Innenraum angeordnet sein.The defined by the inner circumferential surface of the hollow body target cavity is also referred to as the target interior. The tomography device can thus be designed in such a way that the electron beam is directed onto the inner lateral surface of the target so that the X-radiation is emitted from the inner lateral surface into the target interior (eg in the direction of the axis of symmetry) and transilluminates the target interior , The receiving space provided therein for receiving the examination object can accordingly be arranged in the target interior.

Es kann vorgesehen sein, dass die Röntgendetektoren unter Ausbildung eines Röntgendetektorbogens entlang eines Kreislinienabschnitts (sogenannter teilkreisförmiger Detektorbogen) oder entlang einer Kreislinie (sogenannter vollkreisförmiger Detektorbogen) aneinandergereiht angeordnet sind. Der Detektorbogen kann derart angeordnet sein, dass der Mittelpunkt des Detektorbogens (d.h. der Krümmungsmittelpunkt des Kreisabschnittes bzw. Kreises) auf der Innenachse liegt, sodass der Detektorbogen konzentrisch zu der Innenachse angeordnet ist. Bei Ausbildung des Hohlraum-Targets mit einer bezüglich einer Symmetrieachse rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche kann z.B. vorgesehen sein, dass der Mittelpunkt des Detektorbogens auf der Symmetrieachse der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche des Hohlraum-Targets liegt, sodass der Detektorbogen konzentrisch zu der Symmetrieachse der inneren Mantelfläche angeordnet ist.It may be provided that the X-ray detectors are arranged in a row along a circular line section (so-called partially circular detector arc) or along a circular line (so-called full-circle detector arc), forming an X-ray detector arc. The detector arc may be arranged such that the center of the detector arc (i.e., the center of curvature of the circle) lies on the inner axis such that the detector arc is concentric with the inner axis. When the cavity target is formed with an inner circumferential surface which is rotationally symmetrical with respect to an axis of symmetry, it is possible, e.g. be provided that the center of the detector arc lies on the axis of symmetry of the rotationally symmetrical inner lateral surface of the cavity target, so that the detector arc is arranged concentrically to the axis of symmetry of the inner circumferential surface.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Konversionselemente der Röntgendetektoren entlang des Kreislinienabschnitts bzw. der Kreislinie aneinandergereiht angeordnet sind, wobei die Konversionselemente wie vorstehend beschrieben stabförmig ausgebildet sind und mit ihrer Längsrichtung entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung verlaufend angeordnet sind, und wobei die Szintillationslicht-Detektoren jeweils an einem der beiden Längsenden der stabförmigen Konversionselemente angeordnet sind.It can be provided, in particular, that the conversion elements of the X-ray detectors are arranged along the circular line section or the circular line, wherein the conversion elements are rod-shaped as described above and are arranged with their longitudinal direction along the Bahnenbenen-normal direction running, and wherein the scintillation light detectors are each arranged at one of the two longitudinal ends of the rod-shaped conversion elements.

Der Röntgendetektorbogen kann innerhalb oder außerhalb des Target-Innenraums angeordnet sein. Die Röntgenstrahlung wird von der inneren Mantelfläche des Targets in den Target-Innenraum hinein emittiert. Bei Anordnung des Detektorbogens außerhalb des Target-Innenraums ist das Target für die Röntgenstrahlung durchlässig ausgebildet, sodass zumindest ein Teil der darauf auftreffenden Röntgenstrahlung das Target durchläuft. Bei Anordnung des Detektorbogens innerhalb des Target-Innenraums kann ebenfalls vorgesehen sein, dass das Target für die Röntgenstrahlung durchlässig ausgebildet ist (in diesem Fall ist das jedoch nicht zwingend erforderlich).The X-ray detector arc can be arranged inside or outside the target interior. The X-radiation is emitted from the inner surface of the target into the target interior. When arranging the detector arc Outside the target interior, the target is transparent to the X-ray radiation, so that at least part of the X-radiation impinging thereon passes through the target. When the detector arc is arranged within the target interior, it may likewise be provided that the target is made permeable to the x-radiation (in this case, however, this is not absolutely necessary).

Gemäß einer Ausführungsform ist das Target somit derart ausgebildet sein, dass es für die Röntgenstrahlung durchlässig ist (z.B. indem das Target mit einer entsprechend geringen Dicke bzw. Materialstärke ausgebildet ist). Das Target kann z.B. derart ausgebildet sein, dass die Intensität der Röntgenstrahlung sich beim Durchlaufen des Targets um höchstens 50 % (z.B. höchstens 25 %, bevorzugt höchstens 10 %) vermindert.Thus, in one embodiment, the target is designed to be transmissive to x-ray radiation (e.g., by forming the target with a correspondingly small thickness). The target may e.g. be formed such that the intensity of the X-ray radiation as it passes through the target by at most 50% (for example, at most 25%, preferably at most 10%) is reduced.

Die Tomographievorrichtung kann einen Target-Trägerkörper aufweisen, wobei das Target in Form einer Beschichtung bzw. Röntgenerzeugungsschicht auf dem Target-Trägerkörper aufgebracht ist. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass das Hohlkörper-Target mit seiner äußeren Mantelfläche kontaktierend auf dem Target-Trägerkörper aufgebracht ist. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass das Target als (z.B. rotationssymmetrischer) Hohlkörper mit einer inneren und einer äußeren Mantelfläche ausgebildet ist, wobei das Target mit seiner äußeren Mantelfläche kontaktierend auf dem Target-Trägerkörper aufgebracht ist. Dabei kann das Target mit einer dünnen Schichtdicke ausgebildet sein, wobei der Target-Trägerkörper zum Stabilisieren des Targets dienen kann.The tomography device may have a target carrier body, wherein the target is applied in the form of a coating or x-ray generation layer on the target carrier body. It can e.g. be provided that the hollow body target is applied with its outer lateral surface in contact with the target carrier body. It can e.g. be provided that the target as (for example rotationally symmetrical) hollow body is formed with an inner and an outer circumferential surface, wherein the target is applied with its outer lateral surface in contact with the target carrier body. In this case, the target can be formed with a thin layer thickness, wherein the target carrier body can serve to stabilize the target.

Mittels des Target-Trägerkörpers kann das Target insbesondere als für die Röntgenstrahlung durchlässiges Target ausgebildet sein, indem das Target als Beschichtung mit einer derart dünnen Schichtdicke auf dem Target-Trägerkörper aufgebracht ist, dass die Beschichtung für die Röntgenstrahlung durchlässig ist. In diesem Fall ist der Target-Trägerkörper ebenfalls für die Röntgenstrahlung durchlässig ausgebildet und kann z.B. aus einem Material mit einer geringeren Kernladungszahl bestehen als das Target.By means of the target carrier body, the target can in particular be designed as a target permeable to the x-radiation, in that the target is applied as a coating with such a thin layer thickness on the target carrier body that the coating is transparent to the x-ray radiation. In this case, the target carrier body is also permeable to X-ray radiation and may be e.g. made of a material having a lower atomic number than the target.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Tomographievorrichtung eine Blende zum räumlichen Begrenzen der Röntgenstrahlung auf, wobei die Blende auf Höhe jeder der Bahnebenen eine oder mehrere Durchgangsöffnungen bzw. Durchtrittsöffnungen zum Hindurchtreten der Röntgenstrahlung aufweist, und wobei die Blende auf Höhe zwischen den Bahnebenen jeweils Abschirmabschnitte (in Form von Materialabschnitten, z.B. in Form von Materialstegen) zum Abschirmen der Röntgenstrahlung aufweist. Die Blende weist somit entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung abwechselnd Durchtrittsöffnungen und Abschirmabschnitte auf, wobei in jeder Bahnebene eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen angeordnet sind und wobei zwischen den Bahnebenen jeweils ein Abschirmabschnitt angeordnet ist. Die Blende kann zudem derart ausgebildet sein, dass entlang der Normalenrichtung beidseitig jeder Durchtrittssöffnung ein Abschirmabschnitt angeordnet ist.According to one embodiment, the tomography device has a diaphragm for spatially limiting the X-ray radiation, wherein the diaphragm has one or more through openings for the passage of the X-radiation at the level of each of the track planes, and the diaphragm at the height between the track planes respectively shielding sections (in shape of material sections, eg in the form of material webs) for shielding the X-radiation. The diaphragm thus has, along the track plane normal direction, alternating passage openings and shielding sections, wherein one or more passage openings are arranged in each track plane and wherein in each case a shielding section is arranged between the track planes. The diaphragm can also be designed such that a shielding section is arranged on each side of each passage opening along the normal direction.

Die Blende ist im Strahlengang der Röntgenstrahlung derart zwischen dem Target und der Detektorvorrichtung angeordnet, dass die an dem Target emittierte Röntgenstrahlung erst nach dem Passieren der Blende auf die Röntgendetektoren trifft. Mittels der Blende kann der Öffnungswinkel bzw. die Divergenz der Röntgenstrahlung reduziert werden, sodass die Blende sozusagen als Begrenzer für die Röntgenstrahlung wirkt, wodurch eine höhere Abbildungsqualität möglich ist.The diaphragm is arranged in the beam path of the X-ray radiation between the target and the detector device such that the X-radiation emitted at the target strikes the X-ray detectors only after passing through the diaphragm. By means of the diaphragm, the opening angle or the divergence of the X-ray radiation can be reduced, so that the diaphragm acts as a kind of limiter for the X-ray radiation, as a result of which a higher imaging quality is possible.

Bei Ausbildung des Targets als Hohlkörper-Target mit einer um eine Innenachse umlaufenden inneren Mantelfläche kann vorgesehen sein, die Blende kreisförmig bzw. ringförmig um die Innenachse umlaufend auszubilden und konzentrisch zu der Innenachse anzuordnen. Demgemäß kann die ringförmige Blende derart angeordnet sein, dass ihre Ringachse mit der Innenachse zusammenfällt.When the target is designed as a hollow-body target with an inner circumferential surface running around an inner axis, it is possible to form the diaphragm in a circular or annular manner around the inner axis and to arrange it concentrically with respect to the inner axis. Accordingly, the annular aperture may be arranged such that its ring axis coincides with the inner axis.

Bei Ausbildung des Targets als Hohlkörper-Target mit einer bezüglich einer Symmetrieachse rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche kann z.B. vorgesehen sein, die Blende kreisförmig bzw. ringförmig um die Symmetrieachse umlaufend auszubilden und konzentrisch zu der Symmetrieachse (und somit auch zu der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche) anzuordnen. D.h. demgemäß ist die ringförmige Blende derart angeordnet, dass ihre Ringachse mit der Symmetrieachse der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche des Targets zusammenfällt. Die ringförmige Blende wird auch als Ringblende bezeichnet.When the target is designed as a hollow body target with an inner circumferential surface that is rotationally symmetrical with respect to an axis of symmetry, it is possible, for example, to use be provided to form the aperture circular or annular around the axis of symmetry circumferentially and concentric with the axis of symmetry (and thus also to the rotationally symmetrical inner lateral surface) to arrange. That Accordingly, the annular aperture is arranged such that its ring axis coincides with the axis of symmetry of the rotationally symmetrical inner lateral surface of the target. The annular aperture is also referred to as ring aperture.

Indem die ringförmige Blende konzentrisch zu der Innenachse angeordnet ist, werden von ihr der Target-Innenraum und somit auch der darin ausgebildete Aufnahmeraum umlaufend umschlossen, sodass unabhängig von der Umfangsposition des Röntgenbrennflecks eine Blendenwirkung sichergestellt ist.By the annular diaphragm is arranged concentrically to the inner axis, the target inner space and thus also the receiving space formed therein are circumferentially enclosed, so that regardless of the circumferential position of the X-ray focal spot, a dazzling effect is ensured.

Die Ringblende kann innerhalb oder außerhalb des Target-Innenraums angeordnet sein. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass der Detektorbogen außerhalb des Target-Innenraums angeordnet ist und die Ringblende auf einem Umfang zwischen dem Target-Hohlkörper und dem Detektorbogen verlaufend außerhalb des Target-Innenraums angeordnet ist (wobei das Target für die Röntgenstrahlung durchlässig ist). Gemäß einer Ausführungsform ist die Blende kreisringförmig ausgebildet und außerhalb des Targets konzentrisch zu der Innenachse angeordnet, wobei der Detektorbogen außerhalb der Blende konzentrisch zu der Innenachse angeordnet ist (wobei das Target für die Röntgenstrahlung durchlässig ist).Gemäß einer Ausführungsform mit einem Hohlkörper-Target mit einer bezüglich einer Symmetrieachse rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche ist somit die Blende kreisringförmig ausgebildet und außerhalb des Targets konzentrisch zu der Symmetrieachse angeordnet, wobei der Detektorbogen außerhalb der Blende konzentrisch zu der Symmetrieachse angeordnet ist (wobei das Target für die Röntgenstrahlung durchlässig ist).The ring shield may be located inside or outside the target interior. It can be provided, for example, that the detector arc is arranged outside the target interior and the annular diaphragm is arranged on a circumference between the target hollow body and the detector arc running outside of the target interior (the target is transparent to the X-ray radiation). According to one embodiment the diaphragm is annular and arranged outside the target concentric to the inner axis, wherein the detector arc is arranged outside the diaphragm concentric with the inner axis (the target is transparent to the X-radiation). According to one embodiment with a hollow body target with respect to an axis of symmetry rotationally symmetrical inner lateral surface thus the diaphragm is annular and arranged outside the target concentric to the axis of symmetry, wherein the detector arc is arranged outside the diaphragm concentric with the axis of symmetry (the target is transparent to the X-ray radiation).

Als ein anderes Beispiel kann vorgesehen sein, dass der Detektorbogen außerhalb des Target-Innenraums angeordnet ist und die Ringblende innerhalb des Target-Innenraums angeordnet ist (wobei das Target für die Röntgenstrahlung durchlässig ist). Bei dieser Ausgestaltung wird die Blende von der Röntgenstrahlung vor dem Auftreffen auf dem Detektorbogen zweimal durchlaufen, wodurch eine höhere Abbildungsqualität ermöglicht werden kann.As another example, it may be provided that the detector arc is located outside of the target interior and the annulus is located within the target interior (the target being transparent to x-ray radiation). In this embodiment, the aperture of the X-ray radiation is passed through twice before impinging on the detector arc, whereby a higher imaging quality can be made possible.

Gemäß einer Ausführungsform besteht das Detektorelement jedes der Röntgendetektoren (vollständig) aus Szintillatormaterial, d.h. aus einem Material, von dem bei darauf auftreffender Röntgenstrahlung mittels Szintillation Szintillationslicht erzeugt wird.According to one embodiment, the detector element of each of the X-ray detectors consists (completely) of scintillator material, i. of a material from which scintillation light is generated by scintillation of incident X-ray radiation thereon.

Gemäß einer anderen Ausführungsform weist jedes der Detektorelemente entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung abwechselnd Abschnitte mit Szintillatormaterial und Abschnitte ohne Szintillatormaterial auf. Derartige, in Sandwichbauweise ausgeführte Detektorelemente werden auch als alternierende Detektorelemente bzw. alternierende Konversionselemente bezeichnet.According to another embodiment, each of the detector elements along the web plane normal direction alternately comprises sections with scintillator material and sections without scintillator material. Such designed in sandwich construction detector elements are also referred to as alternating detector elements or alternating conversion elements.

Die Abschnitte mit Szintillatormaterial werden auch als Szintillationsabschnitte bezeichnet. Jeder der Szintillationsabschnitte weist Szintillatormaterial auf. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Szintillationsabschnitte vollständig aus Szintillatormaterial bestehen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Szintillationsabschnitte lediglich teilweise aus Szintillatormaterial bestehen, z.B. indem jeder Szintillationsabschnitt eine Außenschicht bzw. Oberflächenschicht aus Szintillatormaterial aufweist.The sections of scintillator material are also referred to as scintillation sections. Each of the scintillation sections has scintillator material. It can e.g. be provided that the Szintillationsabschnitte completely made of scintillator material. Alternatively it can be provided that the scintillation sections consist only partly of scintillator material, e.g. in that each scintillation section has an outer layer or surface layer of scintillator material.

Die Abschnitte ohne Szintillatormaterial sind nicht szintillationsaktiv und werden auch als Passivabschnitte bezeichnet. Die Passivabschnitte bestehen aus einem Material, das durchlässig bzw. optisch klar für das Szintillationslicht ist. Die Passivabschnitte bestehen somit aus einem Lichtleitmaterial, von dem das in den Szintillationsabschnitten generierte Szintillationslicht weitergeleitet bzw. hindurchgeleitet wird. Das Lichtleitmaterial kann z.B. eine geringere Kernladungszahl aufweisen als das Szintillatormaterial.The sections without scintillator material are not scintillating and are also referred to as passive sections. The passive sections are made of a material which is transparent or optically clear to the scintillation light. The passive sections thus consist of a light-conducting material from which the scintillation light generated in the scintillation sections is passed on or passed through. The light-guiding material may e.g. have a lower atomic number than the scintillator material.

Es kann z.B. vorgesehen sein, dass jedes der Detektorelemente auf Höhe jeder der Bahnebenen einen (szintillationsaktiven) Szintillationsabschnitt aufweist und auf Höhe zwischen den Bahnebenen jeweils einen (nicht szintillationsaktiven) Passivabschnitt aufweist. Gemäß dieser Ausführung weist jedes der Detektorelemente entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung abwechselnd Szintillationsabschnitte und Passivabschnitte derart auf, dass in jeder Bahnebene ein Szintillationsabschnitt angeordnet ist und zwischen den Bahnebenen jeweils ein Passivabschnitt angeordnet ist. Demgemäß kann die von den Detektorelementen erfasste Röntgenstrahlung mittels der Detektorelemente selbst räumlich auf die Ausdehnung der Szintillationsabschnitte entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung begrenzt werden, wodurch sozusagen mittels des Detektorelements selbst eine Blendenwirkung erzielbar ist.It can e.g. be provided that each of the detector elements at the level of each of the orbital planes has a (scintillation-active) Szintillationsabschnitt and at height between the orbital planes each having a (non-scintillation-active) passive section. According to this embodiment, each of the detector elements has scintillation sections and passive sections alternately along the track plane normal direction such that a scintillation section is arranged in each track plane and a passive section is arranged between the track planes. Accordingly, the X-ray radiation detected by the detector elements can be spatially limited to the extent of the scintillation sections along the web plane normal direction by means of the detector elements, so that, as it were, an aperture effect can be achieved by means of the detector element itself.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass jedes der Detektorelemente auf Höhe jeder der Bahnebenen einen (nicht szintillationsaktiven) Passivabschnitt aufweist und auf Höhe zwischen den Bahnebenen jeweils einen Szintillationsabschnitt aufweist. Gemäß dieser Ausführung weist jedes der Detektorelemente entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung abwechselnd Szintillationsabschnitte und Passivabschnitte derart auf, dass in jeder Bahnebene ein Passivabschnitt angeordnet ist und zwischen den Bahnebenen jeweils ein Szintillationsabschnitt angeordnet ist. Gemäß dieser Ausführung kann zudem jedes Detektorelement derart ausgebildet sein, dass entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung beidseitig eines jeden Passivabschnittes ein Szintillationsabschnitt angeordnet ist.According to another embodiment, it is provided that each of the Detector elements at the level of each of the orbital planes has a (non-scintillation-active) passive section and at height between the track planes each having a scintillation section. According to this embodiment, each of the detector elements has scintillation sections and passive sections alternately along the track plane normal direction such that a passive section is arranged in each track plane and a scintillation section is arranged between the track planes. According to this embodiment, moreover, each detector element can be designed in such a way that a scintillation section is arranged on both sides of each passive section along the web plane normal direction.

Es kann z.B. vorgesehen sein, dass das Target als Hohlraum-Target mit einer um eine Innenachse umlaufenden inneren Mantelfläche ausgebildet ist, wobei die Röntgendetektoren unter Ausbildung eines vollkreisförmigen Detektorbogens angeordnet sind, der konzentrisch zu der Innenachse innerhalb des von der inneren Mantelfläche definierten Target-Innenraums angeordnet ist, und wobei jedes der Detektorelemente auf Höhe jeder der Bahnebenen einen (nicht szintillationsaktiven) Passivabschnitt aufweist und auf Höhe zwischen den Bahnebenen jeweils einen Szintillationsabschnitt aufweist. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass das Target als Hohlraum-Target mit einer bezüglich einer Symmetrieachse rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche zum Auftreffen des Elektronenstrahls darauf ausgebildet ist, wobei die Röntgendetektoren unter Ausbildung eines vollkreisförmigen Detektorbogens angeordnet sind, der konzentrisch zu der Symmetrieachse innerhalb des von der inneren Mantelfläche definierten Target-Innenraums angeordnet ist, und wobei jedes der Detektorelemente auf Höhe jeder der Bahnebenen einen (nicht szintillationsaktiven) Passivabschnitt aufweist und auf Höhe zwischen den Bahnebenen jeweils einen Szintillationsabschnitt aufweist. Der zur Unterbringung des Untersuchungsobjekts vorgesehene Aufnahmeraum befindet sich dabei innerhalb des von dem vollkreisförmigen Detektorbogen definierten Hohlraums.It can e.g. be provided that the target is formed as a cavity target with an inner circumferential surface surrounding an inner circumferential surface, wherein the X-ray detectors are arranged to form a fully circular detector arc, which is arranged concentrically to the inner axis within the defined by the inner circumferential surface target interior, and wherein each of the detector elements at the level of each of the track planes has a passive section (not scintillating active) and has a scintillation section at the height between the track planes. It can e.g. be provided that the target is designed as a cavity target with an axis of symmetry rotationally symmetrical inner surface for striking the electron beam thereon, wherein the X-ray detectors are arranged to form a fully circular detector arc concentric with the axis of symmetry within the defined by the inner circumferential surface target And wherein each of the detector elements has a (non-scintillation-active) passive section at the level of each of the track planes and has a scintillation section at the level between the track planes. The receiving space provided for accommodating the examination subject is located within the cavity defined by the fully circular detector arc.

Gemäß dieser Ausgestaltung wird die Röntgenstrahlung von der inneren Mantelfläche in den Target-Innenraum hinein emittiert. Vor dem Erreichen des Aufnahmeraumes (bzw. des darin aufgenommenen Untersuchungsobjekts) durchläuft die Röntgenstrahlung den Detektorbogen, wobei die Röntgenstrahlung innerhalb einer Bahnebene von den auf Höhe dieser Bahnebene angeordneten Passivabschnitten der Detektorelemente hindurchgelassen wird, jedoch von den beidseitig angrenzenden Szintillationsabschnitten stark geschwächt wird (da in diesen Szintillationsabschnitten die Röntgenstrahlung in Szintillationslicht umgewandelt wird). Dadurch wird die Röntgenstrahlung vor Erreichen des Untersuchungsobjekts räumlich begrenzt, wodurch die Abbildungsqualität verbessert werden kann. Anschließend durchstrahlt die derart räumlich eingegrenzte Röntgenstrahlung das Untersuchungsobjekt und die von dem Untersuchungsobjekt geschwächte Strahlung trifft nochmals auf den Detektorbogen, wobei sie von den diesseitigen Röntgendetektoren erfasst wird. Mittels der erfassenden alternierenden Detektorelemente wird die erfasste Röntgenstrahlung wie vorstehend erläutert nochmals auf die Ausdehnung der Szintillationsabschnitte entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung räumlich begrenzt, wodurch die Abbildungsqualität nochmals verbessert werden kann. Bei dieser Ausgestaltung verläuft die zur Abbildung verwendete Röntgenstrahlung nicht exakt in der jeweiligen Bahnebene, sondern in einem (kleinen) Winkel dazu.According to this embodiment, the X-radiation is emitted from the inner circumferential surface into the target interior. Before reaching the receiving space (or the examination object received therein), the X-radiation passes through the detector arc, wherein the X-ray radiation is transmitted within a web plane of the arranged at the level of this orbital plane passive sections of the detector elements, but greatly weakened by the adjacent scintillation sections (da These scintillation sections, the X-radiation is converted into scintillation light). As a result, the X-ray radiation is spatially limited before reaching the examination subject, whereby the imaging quality can be improved. Subsequently, the spatially delimited X-radiation penetrates the examination subject and the radiation, which is weakened by the examination subject, strikes the detector arc again, being detected by the X-ray detectors on this side. By means of the detecting alternating detector elements, as already explained above, the detected X-ray radiation is spatially limited again to the extent of the scintillation sections along the plane of the normal plane, whereby the imaging quality can be further improved. In this embodiment, the X-ray radiation used for imaging does not run exactly in the respective orbital plane, but in a (small) angle thereto.

Die Tomographievorrichtung kann eine Vakuumkammer aufweisen, innerhalb derer der Elektronenstahl geführt wird. Die Tomographievorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass der Elektronenstrahl in der Vakuumkammer geführt wird, wobei das Target innerhalb der Vakuumkammer angeordnet ist. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Mittel zum Erzeugen des Elektronenstrahls und/oder die Ablenkvorrichtung und/oder die Röntgendetektoren und/oder die Blende innerhalb der Vakuumkammer angeordnet sind.The tomography device may include a vacuum chamber within which the electron beam is guided. The tomography device may be configured such that the electron beam is guided in the vacuum chamber, wherein the target is disposed within the vacuum chamber. In addition, it can be provided that the means for generating the electron beam and / or the deflection device and / or the X-ray detectors and / or the diaphragm are arranged within the vacuum chamber.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beiliegenden Figuren veranschaulicht, wobei gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind; hierbei zeigen schematisch:

  • 1 eine seitliche Schnittdarstellung einer Tomographievorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
  • 2 eine Schnittdarstellung der Tomographievorrichtung nach 1 in Draufsicht; und
  • 3 eine seitliche Schnittdarstellung einer Tomographievorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying figures, in which the same or similar features are given the same reference numerals; Here are shown schematically:
  • 1 a side sectional view of a tomography device according to an embodiment;
  • 2 a sectional view of the tomography device according to 1 in plan view; and
  • 3 a side sectional view of a tomography device according to another embodiment.

Die 1 und 2 zeigen schematisch eine Tomographievorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform. Die Tomographievorrichtung 1 weist einen Aufnahmeraum 3 auf, in dem ein abzubildendes Untersuchungsobjekt 5 aufgenommen ist. Die Tomographievorrichtung 1 weist Mittel 7 zum Erzeugen eines Elektronenstrahls 9 und eine elektronenoptische Ablenkvorrichtung 11 zum Ablenken des Elektronenstrahls 9 auf.The 1 and 2 show schematically a tomography device 1 according to one embodiment. The tomography device 1 has a recording room 3 on, in which an object to be imaged 5 is included. The tomography device 1 has funds 7 for generating an electron beam 9 and an electron optical deflection device 11 for deflecting the electron beam 9 on.

Die Tomographievorrichtung 1 weist zudem ein Target 13 auf. Das Target 13 ist als Hohlkörper mit einer inneren Mantelfläche 15 ausgeführt, wobei die innere Mantelfläche 15 rotationssymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse 17 ist. Die innere Mantelfläche 15 wird auch als Innenseite 15 des Targets 13 bezeichnet. Das Target 13 ist als (bezüglich der Symmetrieachse 17) rotationssymmetrischer Hohlkegelstumpf ausgebildet (auch als trichterförmiges Target bezeichnet). Die Symmetrieachse 17 verläuft parallel zu der z-Achse des in den Figuren dargestellten kartesischen xyz-Koordinatensystems. Der von dem Target 13 gebildete Hohlkegelstumpf verjüngt sich in negativer z-Richtung, d.h. der Durchmesser des von dem Target 13 gebildeten Hohlkegelstumpfes nimmt mit zunehmendem Abstand von dem Elektronenstrahlerzeuger 9 ab. Das Target 13 kann z.B. optional in Form einer Beschichtung auf einem Target-Trägerkörper 19 aufgebracht sein. Die innere Mantelfläche 15 des Targets 13 definiert einen auch als Target-Innenraum bezeichneten Hohlraum, innerhalb dessen der Aufnahmeraum 3 angeordnet ist.The tomography device 1 also has a target 13 on. The target 13 is as a hollow body with an inner circumferential surface 15 executed, wherein the inner circumferential surface 15 rotationally symmetrical with respect to the axis of symmetry 17 is. The inner lateral surface 15 is also called inside 15 of the target 13 designated. The target 13 is as (with respect to the axis of symmetry 17 ) rotationally symmetrical hollow truncated cone (also referred to as a funnel-shaped target). The symmetry axis 17 is parallel to the z-axis of the Cartesian xyz coordinate system shown in the figures. The one from the target 13 formed hollow truncated cone tapers in the negative z-direction, ie the diameter of the target 13 formed hollow truncated cone increases with increasing distance from the electron gun 9 from. The target 13 may, for example, optionally in the form of a coating on a target carrier body 19 be upset. The inner lateral surface 15 of the target 13 defines a cavity, also referred to as the target interior, within which the receiving space 3 is arranged.

Die Tomographievorrichtung 1 weist zudem eine Steuervorrichtung 21 auf, die mit der Ablenkvorrichtung 11 verbunden ist und zum Ansteuern der Ablenkvorrichtung 11 mittels Steuerungsdaten ausgebildet ist. Die Ablenkvorrichtung 11 wird von der Steuervorrichtung 21 mittels entsprechender Steuersignale derart angesteuert, dass der Elektronenstrahl 9 an einem Auftreffpunkt 23 auf dem Target 13 auftrifft, und dass der Auftreffpunkt 23 nacheinander mehrere Bahnen in unterschiedlichen Ebenen auf dem Target 13 beschreibt. Der Auftreffpunkt 23 des Elektronenstrahls auf dem Target 13 wird auch als Röntgenbrennfleck bezeichnet, die von dem Auftreffpunkt 23 durchlaufenen Bahnen werden auch als Brennfleckbahnen bezeichnet. Der Elektronenstrahl 9 ist innerhalb eines Vakuums in einer Vakuumkammer 24 geführt.The tomography device 1 also has a control device 21 on that with the deflector 11 is connected and for driving the deflection device 11 is formed by control data. The deflection device 11 is from the control device 21 controlled by appropriate control signals such that the electron beam 9 at a point of impact 23 on the target 13 hits, and that the point of impact 23 consecutively several tracks in different planes on the target 13 describes. The impact point 23 of the electron beam on the target 13 is also referred to as an X-ray focal spot, that of the point of impact 23 passed webs are also referred to as focal spot webs. The electron beam 9 is within a vacuum in a vacuum chamber 24 guided.

Die Steuervorrichtung 21 ist zum Ansteuern der Ablenkvorrichtung 11 mittels entsprechender Steuerungsdaten derart ausgebildet, dass der Elektronenstrahl 9 an einem Auftreffpunkt 23 auf der inneren Mantelfläche 15 des Targets 13 auftrifft und der Auftreffpunkt 23 nacheinander entlang mehrerer kreisförmiger Bahnen (auch als Kreisbahnen bezeichnet) geführt wird, die auf der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche 15 verlaufen. Die Bewegung des Elektronenstrahl-Auftreffpunktes 23 entlang Kreisbahnen ist in 1 durch den kreisförmigen Pfeil 30 veranschaulicht. Jede der Kreisbahnen liegt in einer anderen, senkrecht zur z-Richtung (und somit auch senkrecht zur Symmetrieachse 17) verlaufenden Ebene. Alle diese Ebenen weisen die z-Richtung als gemeinsame Normalenrichtung auf und sind entlang dieser Normalenrichtung jeweils in einem Abstand zueinander angeordnet. In 1 sind als Beispiel vier Ebenen 25, 27, 29 und 31 veranschaulicht, sodass der Auftreffpunkt 23 nacheinander entlang von vier Kreisbahnen geführt wird, wobei sich gemäß 1 der Auftreffpunkt 23 in der Ebene 27 befindet. The control device 21 is for driving the deflection device 11 formed by means of appropriate control data such that the electron beam 9 at a point of impact 23 on the inner surface 15 of the target 13 hits and the point of impact 23 one after the other along a plurality of circular paths (also referred to as circular paths) is guided on the rotationally symmetrical inner lateral surface 15 run. The movement of the electron beam impact point 23 along circular paths is in 1 through the circular arrow 30 illustrated. Each of the circular paths lies in another, perpendicular to the z-direction (and thus also perpendicular to the axis of symmetry 17 ) level. All these planes have the z-direction as a common normal direction and are arranged along this normal direction at a distance from each other. In 1 are four levels as an example 25 . 27 . 29 and 31 so that the impact point 23 is guided in succession along four circular paths, according to 1 the point of impact 23 in the plane 27 located.

An dem Auftreffpunkt 23 des Elektronenstrahls 9 auf dem Target 13 entsteht Röntgenstrahlung 32, die von dem Auftreffpunkt 23 aus fächerförmig in den Target-Innenraum hinein emittiert wird (in 1 schematisch veranschaulicht durch die beiden Randstrahlen des Strahlungsfächers 32). Die Röntgenstrahlung 32 durchläuft den innerhalb des Target-Innenraums angeordneten Aufnahmeraum 3 und das darin aufgenommene Untersuchungsobjekt 5.At the point of impact 23 of the electron beam 9 on the target 13 arises X-radiation 32 that from the point of impact 23 is emitted from fan-shaped into the target interior (in 1 schematically illustrated by the two marginal rays of the radiation fan 32 ). The x-ray radiation 32 passes through the receiving space arranged within the target interior 3 and the object of examination received therein 5 ,

Bei der Ausführung nach den 1 und 2 ist das Target 13 für die Röntgenstrahlung 32 durchlässig ausgebildet. Das Target 13 kann z.B. mit einer derart geringen Schicktdicke ausgebildet sein, dass sich die Intensität der Röntgenstrahlung 32 beim Durchlaufen des Targets 13 um höchstens 50 % (z.B. höchstens 25 %, bevorzugt höchstens 10 %) vermindert. Bei Vorhandensein eines Target-Trägerkörpers 19 ist dieser aus einem Material mit einer geringeren Kernladungszahl als das Target 13, wobei der Target-Trägerkörper 19 ebenfalls durchlässig für die Röntgenstrahlung 32 ausgebildet ist.In the execution of the 1 and 2 is the target 13 for the X-ray 32 permeable. The target 13 may be formed, for example, with such a small Schicktdicke that the intensity of the X-radiation 32 while traversing the target 13 by at most 50% (eg at most 25%, preferably at most 10%). In the presence of a target carrier body 19 this is made of a material with a lower atomic number than the target 13 wherein the target carrier body 19 also permeable to X-rays 32 is trained.

Die Tomographievorrichtung 1 weist eine Detektorvorrichtung 33 auf. Die Detektorvorrichtung 33 weist mehrere Röntgendetektoren 35 auf.The tomography device 1 has a detector device 33 on. The detector device 33 has several X-ray detectors 35 on.

Jeder der Röntgendetektoren 35 weist ein Detektorelement 37 auf, das sich entlang der Normalenrichtung der Bahnebenen 25, 27, 29, 31 über alle diese Bahnebenen hinweg erstreckt. Jedes der Detektorelemente 37 weist Szintillatormaterial auf, d.h. Material von dem bei darauf auftreffender Röntgenstrahlung mittels Szintillation Szintillationslicht erzeugt wird. Da von den Detektorelementen 37 Röntgenstrahlung in Szintillationslicht konvertiert wird, werden die Detektorelemente 37 auch als Konversionselemente 37 bezeichnet. Bei der Ausführung nach 1 besteht jedes der Detektorelemente 37 vollständig aus Szintillatormaterial.Each of the X-ray detectors 35 has a detector element 37 on, which is along the normal direction of the web planes 25 . 27 . 29 . 31 extends across all these orbital planes. Each of the detector elements 37 has scintillator material, ie, material from which X-radiation incident thereon is scintillated by scintillation light. Because of the detector elements 37 X-radiation is converted into scintillation light, the detector elements 37 also as conversion elements 37 designated. In the execution after 1 each of the detector elements exists 37 made entirely of scintillator material.

Des Weiteren weist jeder der Röntgendetektoren 35 einen Lichtdetektor 39 auf, der zum Erfassen des Szintillationslichts und Erzeugen eines Detektorsignals basierend auf dem erfassten Szintillationslicht ausgebildet ist. Die Lichtdetektoren 39 werden auch als Szintillationslicht-Detektoren 39 bezeichnet. Vorliegend sind die Lichtdetektoren 39 z.B. Fotodioden.Furthermore, each of the X-ray detectors 35 a light detector 39 configured to detect the scintillation light and generate a detector signal based on the detected scintillation light. The light detectors 39 are also called scintillation light detectors 39 designated. Here are the light detectors 39 eg photodiodes.

Vorliegend ist jedes der Detektorelemente 37 stabförmig ausgebildet und mit seiner Längsrichtung entlang der Normalenrichtung der Bahnebenen 25, 27, 29, 31 (also entlang der z-Richtung) verlaufend angeordnet. Jedes der stabförmigen Detektorelemente 37 weist an jedem seiner beiden Längsenden eine Stirnfläche auf. Der Szintillationslicht-Detektor 39 jedes Röntgendetektors 35 ist an einem der beiden Längsenden des zugehörigen Detektorelements 37 angeordnet, als Beispiel an der dem Elektronenstrahl 9 abgewandten Stirnfläche des Detektorelements 37.In the present case, each of the detector elements 37 rod-shaped and with its longitudinal direction along the normal direction of the web planes 25 . 27 . 29 . 31 (ie along the z-direction) running arranged. Each of the rod-shaped detector elements 37 has an end face at each of its two longitudinal ends. The scintillation light detector 39 each X-ray detector 35 is at one of the two longitudinal ends of the associated detector element 37 arranged as an example on the electron beam 9 remote end face of the detector element 37 ,

Jedes der Detektorelemente 37 weist an seiner Außenfläche eine Verspiegelung 41 auf, die zum Reflektieren des Szintillationslichts ausgebildet ist, wobei die Verspiegelung 41 die Außenfläche des Detektorelements 37 bis auf einen als Austrittsfenster für das Szintillationslicht fungierenden Abschnitt bedeckt. Vorliegend bedeckt die Verspiegelung 41 jedes Detektorelements 37 dessen Außenfläche bis auf die dem Elektronenstrahl 9 abgewandte Stirnfläche, an welcher der Szintillationslicht-Detektor 39 angeordnet ist. Die Verspiegelung 41 kann z.B. in Form einer reflektierenden Beschichtung ausgebildet sein (z.B. als dichroitischer Spiegel oder als Metallbeschichtung).Each of the detector elements 37 has a mirroring on its outer surface 41 formed for reflecting the scintillation light, the mirror coating 41 the outer surface of the detector element 37 is covered except for a section acting as an exit window for the scintillation light. Present covers the mirroring 41 each detector element 37 its outer surface except for the electron beam 9 opposite end face on which the scintillation light detector 39 is arranged. The mirroring 41 may be formed, for example, in the form of a reflective coating (eg as a dichroic mirror or as a metal coating).

Die Röntgendetektoren 35 sind unter Ausbildung eines vollkreisförmigen Detektorbogens 43 entlang einer Kreislinie aneinandergereiht angeordnet, wobei der Detektorbogen 43 außerhalb des Targets 13 konzentrisch zu der Symmetrieachse 17 angeordnet ist. Der Detektorbogen 43 ist somit um das Target 13 umlaufend konzentrisch zu der Symmetrieachse 17 und dem Target 13 angeordnet.The X-ray detectors 35 are to form a fully circular detector arc 43 arranged along a circular line lined up, the detector arc 43 outside the target 13 concentric with the axis of symmetry 17 is arranged. The detector arc 43 is thus the target 13 circumferentially concentric with the axis of symmetry 17 and the target 13 arranged.

Die Tomographievorrichtung 1 weist eine kreisförmige Blende 45 auf. Die Blende 45 weist auf Höhe jeder der Ebenen 25, 27, 29, 31 eine Durchgangsöffnung bzw. Durchtrittsöffnung 47 zum Hindurchtreten der Röntgenstrahlung 32 auf. Die Blende 45 weist zudem auf Höhe zwischen den Ebenen 25, 27, 29, 31 jeweils einen Abschirmabschnitt 49 zum Abschirmen der Röntgenstrahlung 32 auf. Zudem ist die Blende 45 derart ausgebildet, dass jede Durchtrittsöffnung 47 entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung beidseitig von einem Abschirmabschnitt 49 begrenzt ist. Die kreisförmige Blende 45 ist auf einem Umfang zwischen dem Target 13 und dem Detektorbogen 43 verlaufend angeordnet, und zwar konzentrisch zu der Symmetrieachse 17 bzw. dem Target 13, sodass die ringförmige Blende 45 außerhalb des Targets 13 konzentrisch zu der Symmetrieachse 17 angeordnet ist und der Detektorbogen 43 außerhalb der Blende 45 konzentrisch zu der Symmetrieachse 17 angeordnet ist.The tomography device 1 has a circular aperture 45 on. The aperture 45 indicates the height of each of the levels 25 . 27 . 29 . 31 a passage opening or passage opening 47 for passing the X-radiation 32 on. The aperture 45 also indicates height between the levels 25 . 27 . 29 . 31 each a shielding section 49 for shielding the X-radiation 32 on. In addition, the aperture 45 designed so that each Through opening 47 along the web plane normal direction on both sides of a shielding section 49 is limited. The circular aperture 45 is on a perimeter between the target 13 and the detector arc 43 extending arranged, concentric with the axis of symmetry 17 or the target 13 so that the annular aperture 45 outside the target 13 concentric with the axis of symmetry 17 is arranged and the detector arc 43 outside the aperture 45 concentric with the axis of symmetry 17 is arranged.

2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Tomographievorrichtung 1 nach 1 in einer Draufsicht, wobei insbesondere die Anordnung des Detektorbogens 43 und der Ringblende 45 konzentrisch zu der Symmetrieachse 17 der inneren Mantelfläche 15 des Targets 13 ersichtlich ist. In 2 ist exemplarisch eine Kreisbahn 51 (hier als Beispiel die in der Ebene 27 verlaufende Kreisbahn) des Elektronenstrahl-Auftreffpunktes 23 dargestellt. An dem Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 wird Röntgenstrahlung 32 fächerförmig emittiert, wobei in 2 die beiden Randstrahlen des Strahlungsfächers 32 schematisch veranschaulicht sind. 2 shows a schematic sectional view of the tomography device 1 to 1 in a plan view, wherein in particular the arrangement of the detector arc 43 and the bezel 45 concentric with the axis of symmetry 17 the inner lateral surface 15 of the target 13 is apparent. In 2 is an example of a circular path 51 (here as an example the one in the plane 27 extending circular path) of the electron beam impact point 23 shown. At the electron beam impact point 23 becomes x-ray radiation 32 fan-shaped emitted, wherein in 2 the two marginal rays of the radiation fan 32 are illustrated schematically.

Der Elektronenstrahl 9 trifft jeweils in einer der Ebenen 25, 27, 29, 31 auf das Target 13, wobei an dem Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 Röntgenstrahlung 32 in den Target-Innenraum und somit auch in den Aufnahmeraum 3 emittiert wird. Die Röntgenstrahlung 32 durchstrahlt den Aufnahmeraum 3 und das darin aufgenommene Untersuchungsobjekt 5, wobei die Röntgenstrahlung 32 geschwächt wird. Anschließend durchstrahlt die durch das Untersuchungsobjekt 5 hindurchgetretene Röntgenstrahlung 32 den dem Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 gegenüberliegenden Abschnitt des für die Röntgenstrahlung durchlässigen Targets 13.The electron beam 9 meets in each case in one of the levels 25 . 27 . 29 . 31 on the target 13 , wherein at the electron beam impact point 23 X-rays 32 in the target interior and thus also in the recording room 3 is emitted. The x-ray radiation 32 radiates through the recording room 3 and the object of examination received therein 5 , where the x-ray radiation 32 is weakened. Subsequently, the radiates through the examination object 5 passed through X-radiation 32 the electron beam impact point 23 opposite portion of the X-ray transmissive target 13 ,

Anschließend trifft die Röntgenstrahlung 32 nacheinander auf die Blende 45 und den Detektorbogen 43. Bevor die Röntgenstrahlung 32 auf den Detektorbogen 43 trifft, wird sie von der Blende 45 räumlich auf die Ausdehnung der Durchtrittsöffnungen 47 entlang der z-Richtung begrenzt.Then the X-radiation hits 32 successively on the aperture 45 and the detector arc 43 , Before the X-ray 32 on the detector arc 43 meets, she gets off the aperture 45 spatially on the extent of the passages 47 bounded along the z-direction.

Die auf dem Detektorbogen 43 auftreffende Röntgenstrahlung 32 trifft auf die Konversionselemente 37 der Röntgendetektoren 35 und wird von diesen in Szintillationslicht umgewandelt. Das Szintillationslicht wird von den Szintillationslicht-Detektoren 39 erfasst und in ein Detektorsignal umgewandelt.The on the detector sheet 43 incident X-radiation 32 meets the conversion elements 37 the X-ray detectors 35 and is converted by these into scintillation light. The scintillation light is emitted by the scintillation light detectors 39 detected and converted into a detector signal.

Die Steuervorrichtung 21 ist zum Ansteuern der Ablenkvorrichtung 11 anhand von Steuerungsdaten eingerichtet, wobei die Steuerungsdaten den zeitlichen Verlauf der Ablenkung des Elektronenstrahls 9 durch die Ablenkvorrichtung 11 und somit auch den zeitlichen Verlauf der Auftreffposition 23 des Elektronenstrahls auf dem Target 13 definieren. Die Steuerungsdaten definieren somit insbesondere, in welcher der Ebenen 25, 27, 29, 31 sich der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 zu einer vorgegebenen Zeit befindet. Als Beispiel können die Steuerungsdaten eine Zielkoordinatenfunktion z(t) beinhalten, welche die mittels der Ablenkvorrichtung 11 angesteuerte Koordinate z des Elektronenstrahl-Auftreffpunktes 23 als Funktion der Zeit t beschreibt.The control device 21 is for driving the deflection device 11 set up on the basis of control data, wherein the control data, the time profile of the deflection of the electron beam 9 through the deflector 11 and thus also the time course of the impact position 23 of the electron beam on the target 13 define. The control data thus define in particular in which of the levels 25 . 27 . 29 . 31 the electron beam impact point 23 at a given time. As an example, the control data may include a target coordinate function z (t) that is determined by means of the deflection device 11 controlled coordinate z of the electron beam impact point 23 as a function of time t.

Die Tomographievorrichtung 1 ist derart ausgebildet, dass von ihr jedes der von den Röntgendetektoren 35 generierten Detektorsignale basierend auf den Steuerungsdaten derjenigen der Ebenen 25, 27, 29, 31 zugeordnet wird, in der sich der Auftreffpunkt 23 des Elektronenstrahls 9 während der Erzeugung des jeweiligen Detektorsignals befindet. Als Beispiel kann vorliegend diejenige der Ebenen 25, 27, 29, 31, in der sich der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 zu einer vorgegebenen Zeit t befindet, anhand der Umkehrfunktion der Zielkoordinatenfunktion z(t) ermittelt werden (diese Umkehrfunktion ordnet jeder Zeit t die zu dieser Zeit vorliegende Koordinate z der Elektronenstrahl-Auftreffposition 23 zu, und somit auch die zu dieser Zeit von dem Elektronenstrahl 9 angesteuerte Bahnebene).The tomography device 1 is formed such that each of them from the X-ray detectors 35 generated detector signals based on the control data of those of the levels 25 . 27 . 29 . 31 is assigned, in which the impact point 23 of the electron beam 9 during the generation of the respective detector signal. As an example, in the present case, that of the levels 25 . 27 . 29 . 31 in which the electron beam impact point 23 at a given time t, can be determined from the inverse function of the target coordinate function z (t) (this inverse function assigns to each time t the present time coordinate z of the electron beam landing position 23 to, and thus at that time of the electron beam 9 activated orbital plane).

Die Tomographievorrichtung 1 kann z.B. eine Auswertevorrichtung aufweisen, die mit der Detektorvorrichtung 33 verbunden ist und derart ausgebildet ist, dass von ihr jedes der von den Röntgendetektoren 35 generierten Detektorsignale basierend auf den Steuerungsdaten derjenigen der Ebenen 25, 27, 29, 31 zugeordnet wird, in der sich der Auftreffpunkt 23 des Elektronenstrahls 9 zur Zeit der Erzeugung des jeweiligen Detektorsignals befand bzw. befindet. Die Auswertevorrichtung kann z.B. integral mit der Steuervorrichtung 21 ausgebildet sein.The tomography device 1 For example, it may have an evaluation device connected to the detector device 33 is connected and is formed such that from each of the X-ray detectors 35 generated detector signals based on the control data of those of the levels 25 . 27 . 29 . 31 is assigned, in which the impact point 23 of the electron beam 9 at the time of generation of the respective detector signal. The evaluation device may, for example, integral with the control device 21 be educated.

Der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 wandert nacheinander entlang der Kreisbahnen in den Ebenen 25, 27, 29, 31, wobei Röntgenstrahlung entsteht, mittels derer das Untersuchungsobjekt 5 durchstrahlt wird. Für jede der Ebenen 25, 27, 29, 31 wird von der Tomographievorrichtung 1 mittels des Röntgendetektorbogens 43 ein Datensatz von Durchstrahlungsprojektionen des Untersuchungsobjekts 5 bei unterschiedlichen Durchstrahlrichtungen bzw. aus unterschiedlichen Projektionswinkeln aufgenommen. Die den unterschiedlichen Ebenen 25, 27, 29, 31 zugeordneten Projektionsdatensätze ermöglichen eine dreidimensionale Abbildung der inneren Struktur des Untersuchungsobjekts 5.The electron beam impact point 23 wanders one after another along the circular paths in the planes 25 . 27 . 29 . 31 , where X-ray radiation is produced, by means of which the examination object 5 is irradiated. For each of the levels 25 . 27 . 29 . 31 is from the tomography device 1 by means of the X-ray detector arc 43 a record of radiographic projections of the examination object 5 recorded at different transmission directions or from different projection angles. The different levels 25 . 27 . 29 . 31 associated projection data sets allow a three-dimensional image of the internal structure of the examination object 5 ,

3 veranschaulicht eine Tomographievorrichtung 1' gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Tomographievorrichtung 1' weist keine Blende auf und unterscheidet sich zudem in der Ausbildung und Anordnung des Targets 13 und der Röntgendetektoren 35 von der Tomographievorrichtung 1 nach den 1 und 2. 3 illustrates a tomography device 1' according to a further embodiment. The tomography device 1' has no aperture and also differs in the design and arrangement of the target 13 and the X-ray detectors 35 from the tomography device 1 after the 1 and 2 ,

Ansonsten entsprechen der Aufbau und die Funktionsweise der Tomographievorrichtung 1' nach 3 denjenigen der Tomographievorrichtung 1 nach den 1 und 2, sodass diesbezüglich auf die Erläuterungen mit Bezug auf die 1 und 2 verwiesen wird.Otherwise correspond to the structure and operation of the tomography device 1' to 3 those of the tomography device 1 after the 1 and 2 In this regard, the explanations with reference to the 1 and 2 is referenced.

Die Tomographievorrichtung 1' weist ein Hohlkörper-Target 13 mit einer bezüglich einer Symmetrieachse 17 rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche 15 auf, wobei die innere Mantelfläche 15 kegelförmig bzw. konusförmig ist und der Form der äußeren Mantelfläche eines geraden Kreiskegels oder Kreiskegelstumpfes entspricht. Die Symmetrieachse 17 verläuft parallel zu der z-Achse des in den Figuren dargestellten xyz-Koordinatensystems. Im Unterschied zu der Tomographievorrichtung 1 gemäß 1 muss das Target 13 der Tomographievorrichtung 1' gemäß 3 nicht für die Röntgenstrahlung 32 durchlässig ausgebildet sein.The tomography device 1' has a hollow body target 13 with respect to an axis of symmetry 17 rotationally symmetrical inner lateral surface 15 on, with the inner lateral surface 15 is conical or conical and corresponds to the shape of the outer surface of a straight circular cone or circular truncated cone. The symmetry axis 17 is parallel to the z-axis of the xyz coordinate system shown in the figures. Unlike the tomography device 1 according to 1 must be the target 13 the tomography device 1' according to 3 not for the X-rays 32 be permeable.

Bei der Tomographievorrichtung 1' ist analog zu der Tomographievorrichtung 1 die Steuervorrichtung 21 zum Ansteuern der Ablenkvorrichtung 11 mittels entsprechender Steuerungsdaten derart ausgebildet, dass der Elektronenstrahl 9 an einem Auftreffpunkt 23 auf der inneren Mantelfläche 15 des Targets 13 auftrifft und der Auftreffpunkt 23 nacheinander entlang mehrerer Kreisbahnen geführt wird, die auf der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche 15 verlaufen. Jede der Kreisbahnen liegt in einer anderen, senkrecht zur z-Richtung (und somit auch senkrecht zur Symmetrieachse 17) verlaufenden Ebene. Alle diese Ebenen 25, 27, 29, 31 weisen die z-Richtung als gemeinsame Normalenrichtung auf und sind entlang dieser Normalenrichtung jeweils in einem Abstand zueinander angeordnet. An dem Auftreffpunkt 23 des Elektronenstrahls 9 auf dem Target 13 entsteht Röntgenstrahlung 32, die von dem Auftreffpunkt 23 aus in den Target-Innenraum hinein emittiert wird.In the tomography device 1' is analogous to the tomography device 1 the control device 21 for driving the deflection device 11 formed by means of appropriate control data such that the electron beam 9 at a point of impact 23 on the inner surface 15 of the target 13 hits and the point of impact 23 is guided successively along a plurality of circular paths, which on the rotationally symmetrical inner lateral surface 15 run. Each of the circular paths lies in another, perpendicular to the z-direction (and thus also perpendicular to the axis of symmetry 17 ) level. All these levels 25 . 27 . 29 . 31 have the z-direction as a common normal direction and are arranged along this normal direction in each case at a distance from each other. At the point of impact 23 of the electron beam 9 on the target 13 arises X-radiation 32 that from the point of impact 23 from being emitted into the target interior.

Die Tomographievorrichtung 1' weist eine Detektorvorrichtung 33 mit mehreren Röntgendetektoren 35 auf. Jeder der Röntgendetektoren 35 weist ein Detektorelement 37 auf (auch als Konversionselement 37 bezeichnet), das sich entlang der Normalenrichtung der Bahnebenen 25, 27, 29, 31 über alle diese Bahnebenen hinweg erstreckt. Die Röntgendetektoren 35 der Tomographievorrichtung 1' sind derart ausgebildet, dass das Detektorelement 37 jedes der Röntgendetektoren 35 entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung (z-Richtung) abwechselnd Abschnitte 53 mit Szintillatormaterial und Abschnitte 55 ohne Szintillatormaterial aufweist. Die Abschnitte 53 mit Szintillatormaterial werden auch als Szintillationsabschnitte 53 bezeichnet. Die Abschnitte 55 ohne Szintillatormaterial werden auch als Passivabschnitte 55 bezeichnet. In 3 sind die Szintillationsabschnitte 53 mit einer anderen Schraffur dargestellt als die Passivabschnitte 55. Die Szintillationsabschnitte 53 können z.B. vollständig aus Szintillatormaterial bestehen oder eine Außenbeschichtung aus Szintillatormaterial aufweisen. Jedes Detektorelement 37 weist auf Höhe jeder der Bahnebenen 25, 27, 29, 31 einen Passivabschnitt 55 und auf Höhe zwischen den Bahnebenen jeweils einen Szintillationsabschnitt 55 auf. Die Detektorelemente 37 sind zudem derart ausgebildet, dass jeder Passivabschnitt 55 entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung beidseitig von einem Szintillationsabschnitt 53 begrenzt ist.The tomography device 1' has a detector device 33 with several x-ray detectors 35 on. Each of the X-ray detectors 35 has a detector element 37 on (also as a conversion element 37 designated) extending along the normal direction of the web planes 25 . 27 . 29 . 31 extends across all these orbital planes. The X-ray detectors 35 the tomography device 1' are formed such that the detector element 37 each of the x-ray detectors 35 along the orbital plane normal direction (z-direction) alternately sections 53 with scintillator material and sections 55 without scintillator material. The sections 53 with scintillator material are also called scintillation sections 53 designated. The sections 55 without scintillator material are also called passive sections 55 designated. In 3 are the scintillation sections 53 shown with a different hatching than the passive sections 55 , The scintillation sections 53 For example, they may consist entirely of scintillator material or have an outer coating of scintillator material. Each detector element 37 indicates the height of each of the orbital planes 25 . 27 . 29 . 31 a passive section 55 and at the height between the track planes each a scintillation section 55 on. The detector elements 37 are also designed such that each passive section 55 along the orbital plane normal direction on both sides of a scintillation section 53 is limited.

Des Weiteren weist jeder der Röntgendetektoren 35 einen Szintillationslicht-Detektor 39 auf, der zum Erfassen des Szintillationslichts und Erzeugen eines Detektorsignals basierend auf dem erfassten Szintillationslicht ausgebildet ist.Furthermore, each of the X-ray detectors 35 a scintillation light detector 39 configured to detect the scintillation light and generate a detector signal based on the detected scintillation light.

Analog zu 1 ist bei der Ausführung nach 3 jedes der Detektorelemente 37 stabförmig ausgebildet und mit seiner Längsrichtung entlang der Normalenrichtung der Bahnebenen 25, 27, 29, 31 (also entlang der z-Richtung) verlaufend angeordnet. Der Szintillationslicht-Detektor 39 jedes Röntgendetektors 35 ist an einem der beiden Längsenden des zugehörigen Detektorelements 37 angeordnet, als Beispiel an der dem Elektronenstrahl 9 abgewandten Stirnfläche des Detektorelements 37. Auch gemäß der Ausführung nach 3 weist jedes der Detektorelemente 37 an seiner Außenfläche eine Verspiegelung 41 zum Reflektieren des Szintillationslichts auf, wobei die Verspiegelung 41 die Außenfläche des Detektorelements 37 bis auf einen als Austrittsfenster für das Szintillationslicht fungierenden Abschnitt bedeckt. Vorliegend bedeckt die Verspiegelung 41 jedes Detektorelements 37 dessen Außenfläche bis auf die dem Elektronenstrahl 9 abgewandte Stirnfläche, an welcher der Szintillationslicht-Detektor 39 angeordnet ist.Analogous to 1 is in the execution after 3 each of the detector elements 37 rod-shaped and with its longitudinal direction along the normal direction of the web planes 25 . 27 . 29 . 31 (ie along the z-direction) running arranged. The scintillation light detector 39 each X-ray detector 35 is at one of the two longitudinal ends of the associated detector element 37 arranged as an example on the electron beam 9 remote end face of the detector element 37 , Also according to the execution 3 points each of the detector elements 37 on its outer surface a mirroring 41 for reflecting the scintillation light, wherein the mirror coating 41 the outer surface of the detector element 37 is covered except for a section acting as an exit window for the scintillation light. Present covers the mirroring 41 each detector element 37 its outer surface except for the electron beam 9 opposite end face on which the scintillation light detector 39 is arranged.

Bei der Ausführung nach 3 sind die Röntgendetektoren 35 unter Ausbildung eines vollkreisförmigen Detektorbogens 43 entlang einer Kreislinie aneinandergereiht angeordnet, wobei der Detektorbogen 43 innerhalb des Targets 13 konzentrisch zu der Symmetrieachse 17 angeordnet ist. Der Detektorbogen 43 ist somit innerhalb des von der inneren Mantelfläche 15 definierten Target-Innenraums konzentrisch zu der inneren Mantelfläche 15 angeordnet. Der Aufnahmeraum 3 der Tomographievorrichtung 1' ist innerhalb des von dem Detektorbogen 43 definierten Innenraums angeordnet.In the execution after 3 are the x-ray detectors 35 forming a full circular detector arc 43 arranged along a circular line lined up, the detector arc 43 within the target 13 concentric with the axis of symmetry 17 is arranged. The detector arc 43 is thus within of the inner surface 15 defined target interior concentric to the inner circumferential surface 15 arranged. The recording room 3 the tomography device 1' is within of the detector arc 43 defined interior arranged.

Der Elektronenstrahl 9 trifft jeweils in einer der Ebenen 25, 27, 29, 31 auf das Target 13, wobei an dem Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 Röntgenstrahlung 32 in den Target-Innenraum hinein emittiert wird. Vor dem Erreichen des Aufnahmeraumes 3 (und des darin aufgenommenen Untersuchungsobjekts 5) durchläuft die Röntgenstrahlung 32 den Detektorbogen 43, wobei die Röntgenstrahlung 32 innerhalb einer Bahnebene 25, 27, 29, 31 von den auf Höhe dieser Bahnebene angeordneten Passivabschnitten 55 der Detektorelemente 37 im Wesentlichen ungeschwächt hindurchgelassen wird, jedoch von den beidseitig daran angrenzenden Szintillationsabschnitten 53 stark geschwächt wird, wodurch die Röntgenstrahlung 32 vor Erreichen des Untersuchungsobjekts 5 räumlich begrenzt wird. Anschließend durchstrahlt die derart räumlich eingegrenzte Röntgenstrahlung 32 das Untersuchungsobjekt 5 und die von dem Untersuchungsobjekt geschwächte Strahlung trifft nochmals auf den Detektorbogen 43, wobei sie von den diesseitigen Röntgendetektoren 35 erfasst wird. Mittels der erfassenden Detektorelemente 37 wird die erfasste Röntgenstrahlung räumlich auf die Ausdehnung der Szintillationsabschnitte 53 entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung (z-Richtung) begrenzt. Gemäß dieser Ausgestaltung verläuft die zur Abbildung verwendete Röntgenstrahlung 32 nicht exakt in der jeweiligen Bahnebene 25, 27, 29, 31, sondern in einem (kleinen) Winkel dazu. Die Röntgenstrahlung 32 trifft auf die benachbart zu der jeweiligen Ebene angeordneten Szintillationsabschnitte 53 der Detektorelemente 37 und wird von diesen in Szintillationslicht umgewandelt. Das Szintillationslicht wird von den Szintillationslicht-Detektoren 39 erfasst und in ein Detektorsignal umgewandelt.The electron beam 9 meets in each case in one of the levels 25 . 27 . 29 . 31 on the target 13 , wherein at the electron beam impact point 23 X-rays 32 is emitted into the target interior inside. Before reaching the reception room 3 (and the object of examination received therein 5 ) goes through the X-rays 32 the detector arc 43 , where the x-ray radiation 32 within a railway plane 25 . 27 . 29 . 31 from the passive sections arranged at the level of this orbital plane 55 the detector elements 37 substantially undimmed, but from the scintillation sections adjacent thereto on both sides 53 is greatly weakened, reducing the X-ray radiation 32 before reaching the examination object 5 is limited in space. Subsequently, the spatially limited X-ray radiation penetrates 32 the examination object 5 and the radiation weakened by the object under investigation strikes the detector arc again 43 from the terrestrial X-ray detectors 35 is detected. By means of the detecting detector elements 37 The detected X-ray radiation is spatially on the extension of the Szintillationsabschnitte 53 bounded along the orbital plane normal direction (z-direction). According to this embodiment, the X-ray radiation used for imaging runs 32 not exactly in the respective orbital plane 25 . 27 . 29 . 31 but at a (small) angle to it. The x-ray radiation 32 encounters the scintillation sections located adjacent to the respective plane 53 the detector elements 37 and is converted by these into scintillation light. The scintillation light is emitted by the scintillation light detectors 39 detected and converted into a detector signal.

Auch bei der Ausführung gemäß 3 ist die Steuervorrichtung 21 zum Ansteuern der Ablenkvorrichtung 11 anhand von Steuerungsdaten eingerichtet, wobei die Steuerungsdaten den zeitlichen Verlauf der Ablenkung des Elektronenstrahls 9 durch die Ablenkvorrichtung 11 und somit auch den zeitlichen Verlauf der Auftreffposition 23 des Elektronenstrahls auf dem Target 13 definieren. Die Steuerungsdaten definieren somit insbesondere, in welcher der Ebenen 25, 27, 29, 31 sich der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 zu einer vorgegebenen Zeit befindet. Als Beispiel können die Steuerungsdaten eine Zielkoordinatenfunktion z(t) beinhalten, welche die mittels der Ablenkvorrichtung 11 angesteuerte Koordinate z des Elektronenstrahl-Auftreffpunktes 23 als Funktion der Zeit t beschreibt.Also in the execution according to 3 is the control device 21 for driving the deflection device 11 set up on the basis of control data, wherein the control data, the time profile of the deflection of the electron beam 9 through the deflector 11 and thus also the time course of the impact position 23 of the electron beam on the target 13 define. The control data thus define in particular in which of the levels 25 . 27 . 29 . 31 the electron beam impact point 23 at a given time. As an example, the control data may include a target coordinate function z (t) that is determined by means of the deflection device 11 controlled coordinate z of the electron beam impact point 23 as a function of time t.

Die Tomographievorrichtung 1' ist (z.B. mittels der Steuervorrichtung 21, die zugleich als Auswertevorrichtung fungieren kann) derart ausgebildet, dass von ihr jedes der von den Röntgendetektoren 35 generierten Detektorsignale basierend auf den Steuerungsdaten derjenigen der Ebenen 25, 27, 29, 31 zugeordnet wird, in der sich der Auftreffpunkt 23 des Elektronenstrahls 9 während der Erzeugung des jeweiligen Detektorsignals befindet. Als Beispiel kann vorliegend diejenige der Ebenen 25, 27, 29, 31, in der sich der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 zu einer vorgegebenen Zeit t befindet, anhand der Umkehrfunktion der Zielkoordinatenfunktion z(t) ermittelt werden (diese Umkehrfunktion ordnet jeder Zeit t die zu dieser Zeit vorliegende Koordinate z der Elektronenstrahl-Auftreffposition 23 zu, und somit auf die zu dieser Zeit von dem Elektronenstrahl 9 angesteuerte Bahnebene).The tomography device 1' is (for example by means of the control device 21 , which can also act as an evaluation device) is designed such that each of them from the X-ray detectors 35 generated detector signals based on the control data of those of the levels 25 . 27 . 29 . 31 is assigned, in which the impact point 23 of the electron beam 9 during the generation of the respective detector signal. As an example, in the present case, that of the levels 25 . 27 . 29 . 31 in which the electron beam impact point 23 at a given time t, can be determined from the inverse function of the target coordinate function z (t) (this inverse function assigns to each time t the present time coordinate z of the electron beam landing position 23 to, and thus to the at that time of the electron beam 9 activated orbital plane).

Für jede der Ebenen 25, 27, 29, 31 wird von der Tomographievorrichtung 1' mittels des Röntgendetektorbogens 43 ein Datensatz von Durchstrahlungsprojektionen des Untersuchungsobjekts 5 bei unterschiedlichen Durchstrahlrichtungen bzw. aus unterschiedlichen Projektionswinkeln aufgenommen. Die den unterschiedlichen Ebenen 25, 27, 29, 31 zugeordneten Projektionsdatensätze ermöglichen eine dreidimensionale Abbildung der inneren Struktur des Untersuchungsobjekts 5.For each of the levels 25 . 27 . 29 . 31 is from the tomography device 1' by means of the X-ray detector arc 43 a record of radiographic projections of the examination object 5 recorded at different transmission directions or from different projection angles. The different levels 25 . 27 . 29 . 31 associated projection data sets allow a three-dimensional image of the internal structure of the examination object 5 ,

Bei den Ausführungsformen nach den 1 bis 3 ist das Target ein Hohlraum-Target mit einer inneren Mantelfläche 15, die bezüglich der als Symmetrieachse fungierenden Innenachse 17 rotationssymmetrisch ist. Alternativ dazu kann bei diesen Ausführungsformen anstelle des Hohlraum-Targets mit der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche ein Hohlraum-Target mit einer um eine Innenachse 17 umlaufenden inneren Mantelfläche 15 derart vorgesehen sein, dass die innere Mantelfläche 15 die Form der Mantelfläche eines schiefen Kreiskegels oder schiefen Kreiskegelstumpfes aufweist, der sich z.B. in negativer z-Richtung verjüngt. Gemäß dieser Alternative definiert die innere Mantelfläche 15 des Targets einen schiefen Kreiskegel bzw. Kreiskegelstumpf mit einer kreisförmigen Kegelgrundfläche. Gemäß dieser alternativen Ausführung kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Hohlraum-Target derart angeordnet ist, dass die Kegelgrundfläche senkrecht zu der Innenachse 17 ist, sodass die Normalenrichtung der Kegelgrundfläche parallel zu der Innenachse 17 verläuft. Da die Bahnebenen-Normalenrichtung ebenfalls parallel zu der Innenachse 17 ist, sind in diesem Fall die Bahnebenen parallel zu der Kegelgrundfläche, wobei die von dem Elektronenstrahl-Auftreffpunkt durchlaufenen Brennfleckbahnen sich als Schnitte zwischen der schiefkegeligen inneren Mantelfläche des Targets und den senkrecht zu der Innenachse 17 verlaufenden Bahnebenen ergeben.In the embodiments of the 1 to 3 the target is a cavity target with an inner surface 15 with respect to the inner axis acting as the axis of symmetry 17 is rotationally symmetric. Alternatively, in these embodiments, instead of the cavity target with the rotationally symmetrical inner lateral surface, a cavity target with an around an inner axis 17 circumferential inner lateral surface 15 be provided such that the inner circumferential surface 15 has the shape of the lateral surface of an oblique circular cone or oblique circular truncated cone, which tapers, for example, in the negative z-direction. According to this alternative defines the inner lateral surface 15 the target an oblique circular cone or circular truncated cone with a circular cone base. According to this alternative embodiment, it can be provided, in particular, that the cavity target is arranged such that the cone base surface is perpendicular to the inner axis 17 is such that the normal direction of the cone base is parallel to the inner axis 17 runs. Since the web plane normal direction is also parallel to the inner axis 17 In this case, the track planes are parallel to the cone base surface, and the focal spot paths traversed by the electron beam impingement point are cuts between the oblique inner surface of the target and the axis perpendicular to the inner axis 17 result in running web levels.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1,1'1,1 '
Tomographievorrichtungimaging device
33
Aufnahmeraum zum Aufnehmen eines UntersuchungsobjektsRecording room for recording an examination object
55
Untersuchungsobjektobject of investigation
77
Mittel zum Erzeugen eines ElektronenstrahlsMeans for generating an electron beam
99
Elektronenstrahlelectron beam
1111
Ablenkvorrichtungdeflector
1313
Targettarget
1515
Innenseite / innere Mantelfläche des TargetsInner / inner surface of the target
1717
Innenachse / SymmetrieachseInner axis / symmetry axis
1919
Target-TrägerkörperTarget support body
2121
Steuervorrichtungcontrol device
2323
Auftreffposition des Elektronenstrahls auf dem Target / BrennfleckImpact position of the electron beam on the target / focal spot
2424
Vakuumkammervacuum chamber
25, 27, 29, 3125, 27, 29, 31
Ebenen / Bahnebenen, in denen die Brennfleckbahnen verlaufenLayers / track planes in which the focal lanes run
3030
Bewegung des ElektronenstrahlsMovement of the electron beam
3232
RöntgenstrahlungX-rays
3333
Detektorvorrichtungdetecting device
3535
Röntgendetektor / EinzeldetektorX-ray detector / single detector
3737
Detektorelement / KonversionselementDetector element / conversion element
3939
Lichtdetektor / Szintillationslicht-DetektorLight detector / scintillation light detector
4141
Verspiegelungsilvering
4343
Detektorbogendetector arc
4545
Blendecover
4747
Durchtrittsöffnung der BlendePassage opening of the aperture
4949
Abschirmabschnitt der BlendeShielding section of the panel
5151
Kreisbahn des Elektronenstahl-AuftreffpunktesCircular path of the electron beam impact point
5353
Abschnitt mit Szintillatormaterial / SzintillationsabschnittScintillator material section / scintillation section
5555
Abschnitt ohne Szintillatormaterial / PassivabschnittSection without scintillator material / passive section

Claims (12)

Tomographievorrichtung zur Elektronenstrahl-Röntgencomputertomographie zum Abbilden der inneren Struktur eines Untersuchungsobjektes (5), aufweisend: - Mittel (7) zum Erzeugen eines Elektronenstrahls (9), - eine Ablenkvorrichtung (11) zum Ablenken des Elektronenstrahls (9), - ein Target (13) zum Abbremsen des Elektronenstrahls (9) unter Erzeugung von Röntgenstrahlung (32), - eine Steuervorrichtung (21), die zur Steuerung der Ablenkvorrichtung (11) mittels Steuerungsdaten derart ausgebildet ist, dass der Elektronenstrahl (9) von der Steuervorrichtung (21) mittels der Ablenkvorrichtung (11) derart führbar ist, dass der Elektronenstrahl (9) an einem Auftreffpunkt (23) auf das Target auftrifft und der Auftreffpunkt nacheinander entlang mehrerer, in unterschiedlichen Ebenen (25, 27, 29, 31) verlaufender Bahnen geführt wird, wobei die Ebenen parallel zueinander sind und entlang einer gemeinsamen Normalenrichtung (z) in einem Abstand zueinander angeordnet sind, wobei an dem Auftreffpunkt (23) Röntgenstrahlung (32) zum Durchstrahlen des Untersuchungsobjektes (5) entsteht, - eine Detektorvorrichtung (33) mit mehreren Einzeldetektoren (35) zum Erfassen der Röntgenstrahlung (32), wobei jeder der Einzeldetektoren (35) ein Detektorelement (37) aufweist, das sich entlang der Normalenrichtung (z) über alle der Ebenen (25, 27, 29, 31) hinweg erstreckt und Szintillatormaterial aufweist, von dem bei darauf auftreffender Röntgenstrahlung (32) mittels Szintillation Szintillationslicht erzeugt wird, und wobei jeder der Einzeldetektoren (35) einen einzigen Lichtdetektor (39) zum Erfassen des Szintillationslichts und Erzeugen eines Detektorsignals basierend auf dem erfassten Szintillationslicht aufweist, wobei - die Tomographievorrichtung derart ausgebildet ist, dass von ihr jedes Detektorsignal basierend auf den Steuerungsdaten derjenigen der Ebenen (25, 27, 29, 31) zugeordnet wird, in der sich der Auftreffpunkt (23) des Elektronenstrahls (9) während der Erzeugung des Detektorsignals befindet.A tomography device for electron beam x-ray computer tomography for imaging the internal structure of an examination subject (5), comprising: - means (7) for generating an electron beam (9), a deflection device (11) for deflecting the electron beam (9), a target (13) for decelerating the electron beam (9) to produce X-radiation (32), - A control device (21), which is designed to control the deflection device (11) by means of control data such that the electron beam (9) of the control device (21) by means of the deflection device (11) is feasible such that the electron beam (9) an impact point (23) impinges on the target and the point of impact is successively guided along a plurality of tracks extending in different planes (25, 27, 29, 31), the planes being parallel to each other and spaced apart along a common normal direction (z) are arranged to each other, wherein at the point of impact (23) X-ray radiation (32) for irradiating the examination subject (5), - A detector device (33) having a plurality of individual detectors (35) for detecting the X-radiation (32), wherein each of the individual detectors (35) comprises a detector element (37) extending along the normal direction (z) over all of the planes (25, 27 , 29, 31) and having scintillator material from which scintillation light is scintillating upon X-ray radiation (32) incident thereon, each of said single detectors (35) including a single light detector (39) for detecting the scintillation light and generating a detector signal based on the detected scintillation light, wherein - The tomography device is designed such that from each of them detector signal based on the control data that of the planes (25, 27, 29, 31) is assigned, in which the point of incidence (23) of the electron beam (9) during the generation of the detector signal is located , Tomographievorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Detektorelement (37) jedes der Einzeldetektoren (35) an seiner Außenfläche eine Verspiegelung (41) zum Reflektieren des Szintillationslichts aufweist, wobei die Verspiegelung (41) die Außenfläche des Detektorelements (37) bis auf einen als Austrittsfenster für das Szintillationslicht fungierenden Abschnitt abdeckt.Tomography device after Claim 1 in that the detector element (37) of each of the individual detectors (35) has on its outer surface a reflective coating (41) for reflecting the scintillation light, wherein the reflective coating (41) covers the outer surface of the detector element (37) except for a section acting as an exit window for the scintillation light covers. Tomographievorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Target (13) ein Hohlkörper mit einer um eine Achse (17) umlaufenden inneren Mantelfläche (15) ist.Tomography device after Claim 1 or 2 , wherein the target (13) is a hollow body with an inner circumferential surface (15) surrounding an axis (17). Tomographievorrichtung nach Anspruch 3, wobei die innere Mantelfläche (15) des Targets (13) die Form der Mantelfläche eines schiefen Kreiskegels oder schiefen Kreiskegelstumpfes aufweist.Tomography device after Claim 3 , wherein the inner lateral surface (15) of the target (13) has the shape of the lateral surface of an oblique circular cone or oblique circular truncated cone. Tomographievorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Target (13) ein Hohlkörper mit einer bezüglich der Achse (17) rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche (15) ist.Tomography device after Claim 3 , wherein the target (13) is a hollow body with a with respect to the axis (17) rotationally symmetrical inner lateral surface (15). Tomographievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Einzeldetektoren (35) unter Ausbildung eines Detektorbogens (43) entlang einer Kreislinie oder eines Kreislinienabschnitts aneinandergereiht angeordnet sind.Tomography device according to one of Claims 1 to 5 in which the individual detectors (35) are arranged in a row along a circular line or a circular line section, forming a detector arc (43). Tomographievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend eine Blende (45) zum räumlichen Begrenzen der Röntgenstrahlung (32), wobei die Blende (45) auf Höhe jeder der Ebenen (25, 27, 29, 31) eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen (47) zum Hindurchtreten der Röntgenstrahlung (32) aufweist, und wobei die Blende (45) auf Höhe zwischen den Ebenen (25, 27, 29, 31) jeweils einen Abschirmabschnitt (49) zum Abschirmen der Röntgenstrahlung (32) aufweist.Tomography device according to one of Claims 1 to 6 further comprising a diaphragm (45) for spatially limiting the X-ray radiation (32), wherein the diaphragm (45) at the level of each of the planes (25, 27, 29, 31) one or more passage openings (47) for the passage of the X-radiation (32 ), and wherein the diaphragm (45) at the level between the planes (25, 27, 29, 31) each having a shielding portion (49) for shielding the X-radiation (32). Tomographievorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, sofern rückbezogen auf einen der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Blende (45) ringförmig ausgebildet ist und außerhalb des Targets (13) konzentrisch zu der Achse (17) angeordnet ist, und wobei der Detektorbogen (43) außerhalb der Blende (45) konzentrisch zu der Achse (17) angeordnet ist.Tomography device after the Claims 6 and 7 , if referred to any of the Claims 3 to 5 wherein the aperture (45) is annular and is disposed outside the target (13) concentric with the axis (17), and wherein the detector arc (43) is disposed outside the aperture (45) concentric with the axis (17). Tomographievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Detektorelement (37) jedes der Einzeldetektoren (35) vollständig aus dem Szintillatormaterial besteht.Tomography device according to one of Claims 1 to 8th in which the detector element (37) of each of the individual detectors (35) consists entirely of the scintillator material. Tomographievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Detektorelement (37) jedes der Einzeldetektoren (35) entlang der Normalenrichtung (z) der Ebenen (25, 27, 29, 31) abwechselnd Abschnitte (53) mit Szintillatormaterial und Abschnitte (55) ohne Szintillatormaterial aufweist.Tomography device according to one of Claims 1 to 8th in that the detector element (37) of each of the individual detectors (35) along the normal direction (z) of the planes (25, 27, 29, 31) has alternately sections (53) with scintillator material and sections (55) without scintillator material. Tomographievorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Detektorelement (37) jedes der Einzeldetektoren (35) auf Höhe jeder der Ebenen (25, 27, 29, 31) einen Abschnitt (55) ohne Szintillatormaterial aufweist und auf Höhe zwischen den Ebenen (25, 27, 29, 31) jeweils einen Abschnitt (53) mit Szintillatormaterial aufweist.Tomography device after Claim 10 in which the detector element (37) of each of the individual detectors (35) at the level of each of the planes (25, 27, 29, 31) has a section (55) without scintillator material and at the level between the planes (25, 27, 29, 31) each having a portion (53) with scintillator material. Tomographievorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, sofern rückbezogen auf Anspruch 6 und einen der Ansprüche 3 bis 5, wobei die innere Mantelfläche (15) des Targets (13) einen Target-Innenraum definiert und der Detektorbogen (43) innerhalb des Target-Innenraums konzentrisch zu der Achse (17) angeordnet ist.Tomography device after Claim 10 or 11 , if referred back to Claim 6 and one of the Claims 3 to 5 wherein the inner circumferential surface (15) of the target (13) defines a target interior and the detector arc (43) is disposed within the target interior concentric with the axis (17).
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