DE102018221559A1

DE102018221559A1 - Tomosyntheseeinrichtung mit einem bewegten Röntgenstrahler

Info

Publication number: DE102018221559A1
Application number: DE102018221559.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Mertelmeier; Marcus Radicke
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2038-12-13
Also published as: DE102018221559B4

Abstract

Tomosyntheseeinrichtung (1, 32), aufweisend einen Röntgendetektor (4), einen mittels eines Bewegungsaktors (12) relativ zu dem Röntgendetektor (4) entlang einer Aufnahmetrajektorie bewegbaren Röntgenstrahler (8) und eine Steuereinrichtung (11) zur Steuerung des Betriebs der Tomosyntheseeinrichtung (1, 32), wobei die Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) ferner wenigstens ein Gehäuse (7) aufweist, innerhalb dessen der Röntgenstrahler (8) entlang der Aufnahmetrajektorie verborgen bewegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tomosyntheseeinrichtung, aufweisend einen Röntgendetektor, einen mittels eines Bewegungsaktors relativ zu dem Röntgendetektor entlang einer Aufnahmetrajektorie bewegbaren Röntgenstrahler und eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Tomosyntheseeinrichtung.
Tomosyntheseeinrichtungen sind Röntgeneinrichtungen zur medizinischen Bildgebung, bei denen ein Röntgenstrahler relativ zum meist stillstehenden Röntgendetektor bewegt werden kann, um in einem beschränkten Rahmen unterschiedliche Aufnahmegeometrien einnehmen zu können. Dabei ist es mittels der Steuereinrichtung der Tomosyntheseeinrichtung insbesondere möglich, aus einer Mehrzahl ein- oder zweidimensionaler, unter unterschiedlichen Aufnahmegeometrien aufgenommener Röntgenbilder auch höher dimensionale Bilddatensätze zu rekonstruieren, beispielsweise Schnittbilder durch den aufzunehmenden Untersuchungsbereich des Patienten. Bei dem Untersuchungsbereich handelt es sich häufig um eine Brust einer Patientin (Mammographie), es sind jedoch auch andere Untersuchungen mit einer Tomosyntheseeinrichtung möglich. Dabei ist bei vielen Tomosyntheseeinrichtungen mit einem gegen den Röntgendetektor beweglichen Röntgenstrahler vorgesehen, dass der Röntgenstrahler entlang einer Aufnahmetrajektorie, insbesondere zwischen zwei Endpositionen, bewegbar ist, bei der es sich beispielsweise um eine lineare Trajektorie, einen Kreisbogenabschnitt und/oder eine anderweitig gebogene Trajektorie handeln kann.
Dabei ist in vielen Fällen vorgesehen, dass entlang der Aufnahmetrajektorie, gegebenenfalls umfassend die Endpositionen der Aufnahmetrajektorie, definierte Aufnahmepositionen vorbestimmt sind, aus denen Projektionsbilder aufgenommen werden können.
In den meisten Fällen ist bei Tomosyntheseeinrichtungen vorgesehen, dass der an einer Trägereinrichtung, beispielsweise einem Stativ und/oder einer Gantry, montierte Röntgenstrahler in einem eingeschränkten Winkelbereich über den Untersuchungsbereich, beispielsweise eine Brust, bewegt wird, wobei eine Anzahl von Röntgenbildern mit einem Röntgendetektor, insbesondere einem digitalen Detektor/Flachdetektor, aufgenommen werden. Typische Winkelbereiche, die letztlich die genannte Aufnahmetrajektorie überstreicht, liegen im Bereich von 15 bis 60°. Sind bestimmte Aufnahmepositionen vordefiniert, kann deren Anzahl beispielsweise zwischen 9 und 30 betragen. Die Geschwindigkeit der Bewegung des Röntgenstrahlers kann dabei von verschiedenen Faktoren abhängen, beispielsweise dem Ausleserhythmus des Röntgendetektors und/oder der Leistung des Röntgenstrahlers.
In einem Beispiel sind bei der Anmelderin Tomosyntheseeinrichtungen bekannt, bei denen 25 Projektionsbilder über einen Winkelbereich von 50° in 20 Sekunden zwischen der Aufnahme des ersten und des letzten Röntgenbildes erzeugt werden. Der Abstand zwischen dem Röntgenfokus des Röntgenstrahlers und dem Drehzentrum der Trägereinrichtung, dort der Gantry, beträgt 608 mm, was eine Geschwindigkeit von 26 mm/s bedeutet. Andere im Stand der Technik bekannte Tomosyntheseeinrichtungen bewegen den Röntgenstrahler beispielsweise innerhalb von 4 Sekunden über einen Winkelbereich von 15°, was bei einem gleichen Abstand zwischen Röntgenfokus und Drehzentrum der Trägereinrichtung eine Geschwindigkeit von 40 mm/s bedeutet. Je nach der Dauer des Röntgenpulses pro Röntgenbild führt diese Bewegung bei kontinuierlicher Bewegung des Röntgenstrahlers während der Aufnahme der Röntgenbilder zu einer Fokusverwischung und somit Bewegungsunschärfe; bei Verfahren, in denen für die Aufnahme der Röntgenbilder angehalten wird, kann es aufgrund der Eigenschaften der Trägereinrichtung zu Vibrationen derselben und mithin des Röntgenstrahlers kommen, so dass auch hier Unschärfeeffekte eintreten können. Bei der Fokusverwischung bei der kontinuierlich bewegten Trägereinrichtung wäre es dennoch eine Herausforderung, die Bewegung der Trägereinrichtung weiter zu beschleunigen, da sich der Röntgenstrahler und somit die Trägereinrichtung in unmittelbarer Nähe des Patienten bewegen. Dadurch tritt ein Sicherheitsproblem oder zumindest ein Problem bezüglich des Patientenkomforts auf.
Zur Reduzierung oder Vermeidung der erwähnten Fokusverwischung wurden bereits Röntgenröhren mit einem sogenannten „flying focal spot“, also einem in seiner Position veränderbaren Fokus vorgeschlagen. Konkret bewegt sich dabei der Röntgenfokus auf der Anode der Röntgenröhre gegen die Bewegung der Trägereinrichtung, so dass der Röntgenfokus scheinbar während der Aufnahme eines Röntgenbildes fest im Raum stehen bleibt. Durch diese Vorgehensweise könnte zwar die Bewegungsunschärfe reduziert oder vermieden werden, das Sicherheits- und Komfortproblem bleibt jedoch nach wie vor vorhanden.
In einer anderen denkbaren Lösung wurde der Einsatz einer Multifokusröhre mit mehreren stationären Röntgenemittern in einem Vakuumgefäß vorgeschlagen, beispielsweise kalte Feldemitter basierend auf Kohlenstoffnanoröhren-Technologie. Diese Technologie setzt zurzeit Festanoden ein, was aber die Röhrenleistung begrenzt und somit keine rein als zweidimensionale Röntgenbilder zu verwendende Aufnahmen erlaubt.
US 8 031 834 B2 offenbart eine Tomosyntheseeinrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Tomosyntheseeinrichtung. Dabei wurde erkannt, dass eine optimale Ausleuchtung des Flächendetektors nur erreicht werden kann, wenn die Form und Größe der Kollimatorblende in Abhängigkeit von dem Tomosynthesewinkel verändert wird. Dabei wird zum einen vorgeschlagen, eine stationäre Multifokusröntgenquelle, wie beschrieben, einzusetzen, bei der die Röntgenemitter in einer Scanrichtung senkrecht zu der Oberflächennormalen des Oberflächendetektors nebeneinander angeordnet sind. Jedem der Röntgenemitter ist eine Kollimatorblende zugeordnet, die sich im Strahlengang zwischen dem Fokus des Röntgenemitters und dem Flächendetektor befindet. In einer anderen Ausgestaltung wird die Röntgenquelle bewegt, und zwar gemeinsam mit der Kollimatorblende.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere sowohl bezüglich der Patientensicherheit und des Patientenkomforts als auch bezüglich von Bewegungsunschärfen verbesserte Ausgestaltung einer Tomosyntheseeinrichtung anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Tomosyntheseeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei einer Tomosyntheseeinrichtung der eingangs genannten Art sieht die vorliegende Erfindung mithin insbesondere vor, dass die Tomosyntheseeinrichtung ferner wenigstens ein Gehäuse aufweist, innerhalb dessen der Röntgenstrahler entlang der Aufnahmetrajektorie verborgen bewegbar ist.
Es wird mithin vorgeschlagen, nicht die Trägereinrichtung, insbesondere die Gantry, in bzw. an der der Röntgenstrahler angeordnet ist, sondern nur den Röntgenstrahler innerhalb eines Gehäuses selbst zu bewegen, um damit die Bewegung des Röntgenstrahlers zu verbergen, so dass das beschriebene Sicherheits- und/oder Komfortproblem behoben wird. Als weiterer Vorteil ergibt sich jedoch, dass lediglich der deutlich leichtere Röntgenstrahler zu bewegen ist, so dass beispielsweise auch ein Anhalten des Röntgenstrahlers für die Aufnahme eines Röntgenbildes möglich ist, ohne auf die mechanischen Instabilitäten einer bewegten Trägereinrichtung Rücksicht nehmen zu müssen. Wird ein hinreichend leistungsstarker Röntgenstrahler eingesetzt, können auch normale zweidimensionale Röntgenbilder in verschiedenen Ausrichtungen aufgenommen werden, beispielsweise zweidimensionale Mammographieaufnahmen. Beispielsweise kann bei ausreichenden Abmessungen des Gehäuses in einer Endposition eine MLO-2D-Aufnahme oder ein MLO-Scan mit eingeschränkten Tomosynthesewinkeln durchgeführt werden, beides gegebenenfalls mit Neigung von Röntgendetektor und, falls vorgesehen, Kompressionseinrichtung sowie eventueller Verschiebung, um den Untersuchungsbereich, insbesondere die Brust, im Isozentrum zu halten. Entsprechende Vorgänge sowie eine entsprechende, dem Röntgendetektor und/oder der Kompressionseinrichtung zugeordnete Nachführaktorik sind im Stand der Technik grundsätzlich bereits bekannt.
Zweckmäßigerweise hüllt das Gehäuse, welches als eine feststehende Trägereinrichtung, insbesondere Gantry, oder Teil einer solchen für den Röntgenstrahler verstanden werden kann, nur den Raum der Bewegung des Röntgenstrahlers ein, insbesondere entlang einer für den Röntgenstrahler vorgesehenen Aufnahmetrajektorie. Das Gehäuse steht fest und umgibt den Bewegungsbereich, in dem der Röntgenstrahler ohne Nutzung einer bewegten, massiven Trägereinrichtung bewegt wird, besonders vorteilhaft vollständig, so dass die Bewegung von außerhalb des Gehäuses nicht sichtbar ist. Der Röntgenstrahler kann dabei insbesondere als eine innerhalb eines Röntgenstrahlergehäuses angeordnete Röntgenröhre verstanden werden, mithin eine Baueinheit, deren wesentliches Gewicht und deren wesentliche Größe von der Röntgenröhre bestimmt wird, nicht von Tragekomponenten. Der Röntgenstrahler kann gegebenenfalls auch der Röntgenröhre zuzuordnende, kleinere Funktionskomponenten enthalten, beispielsweise Filtereinrichtungen und/oder zugeordnete Sensoren und/oder Elektronikbauteile.
Dabei ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, wenn der Bewegungsaktor einen Linearmotor umfasst, insbesondere ein Linearmotor ist. Mittels eines Linearmotors werden besonders hohe Geschwindigkeiten und Beschleunigungen erlaubt, so dass nicht nur eine äußerst kurze Gesamtaufnahmezeit realisierbar ist, sondern insbesondere auch Vorteile im Hinblick auf einen sogenannten „step and shoot“-Betrieb gegeben sind, bei dem der Röntgenstrahler sukzessive vorbestimmte Aufnahmepositionen anfährt, dort anhält und für die Dauer der Aufnahme des entsprechenden Röntgenbildes zur Ausgabe eines Röntgenpulses betrieben wird, um sodann zu der nächsten Aufnahmeposition weiterverfahren zu werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass eine Steuerverbindung und/oder Leistungsverbindung zu dem Röntgenstrahler über wenigstens einen Schleifkontakt, insbesondere als Teil des Bewegungsaktors, und/oder über ein mittels einer Kabelführung nachgeführtes Kabel hergestellt ist. Beispielsweise können also Steuersignale und/oder zum Betrieb des Röntgenstrahlers notwendige elektrische Leistung/Energie über entsprechend die Bewegung kompensierende Kabel und/oder Schleifkontakte, beispielsweise Schleifringe, übertragen werden. Entsprechende Techniken sind im Stand der Technik bereits grundsätzlich bekannt.
Der Röntgenstrahler kann eine Röntgenröhre und/oder einen Generator und/oder einen Eintank umfassend ausgebildet sein. In diesem Fall wird also nicht nur die Röntgenröhre innerhalb des Gehäuses bewegt, sondern auch der Generator, wobei ein zusätzlich vorhandenes Röhrengehäuse bevorzugt einen Eintank bilden kann.
In konkreter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse bei einer linearen Aufnahmetrajektorie im Wesentlichen quaderförmig oder bei einer entsprechend gebogenen Aufnahmetrajektorie bogenförmig und/oder kreisförmig und/oder ellipsenförmig ist. Bei einer linearen oder bogenförmigen Aufnahmetrajektorie, wie sie beispielsweise für die Brust-Tomosynthese üblicherweise gegeben ist, kann also eine entsprechende lineare bzw. bogenförmige Formgebung für das Gehäuse angestrebt werden. Bei einer (teil-)kreis- und/oder (teil-)ellipsenförmigen Aufnahmetrajektorie, beispielsweise für die sogenannte zirkulare Tomosynthese, insbesondere für die Lungenbildgebung mit einem mobilen Röntgengerät, kann ebenso eine entsprechende Formgebung des Gehäuses angestrebt werden. Ferner kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch zweckmäßig sein, eine Kühleinrichtung für den Röntgenstrahler mit in das Gehäuse zu integrieren, beispielsweise eine Wasserkühleinrichtung.
Die Steuereinrichtung kann zur Ansteuerung des Bewegungsaktors zur kontinuierlichen Bewegung und/oder zur schrittweisen Bewegung von Aufnahmeposition zu Aufnahmeposition während eines Aufnahmevorgangs ausgebildet sein. Die Bewegung kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung also entweder kontinuierlich oder aber nach dem sogenannten „step and shoot“-Verfahren erfolgen, wobei sich bei letzterem der Röntgenstrahler während der Ausgabe des Röntgenpulses nicht bewegt, sondern nur zwischen den Röntgenpulsen, also zwischen zwei Aufnahmevorgängen von Röntgenbildern. In beiden Fällen kann der Röntgenpuls beispielsweise über Sensoren und/oder Signalgeber ausgelöst werden, welche bei bestimmten Positionen des Röntgenstrahlers und/oder eventuell auch Geschwindigkeiten des Röntgenstrahlers triggern. Dabei können derartige Sensoren und Signalgeber selbstverständlich auch, wie grundsätzlich bekannt, als Teil des Bewegungsaktors, beispielsweise eines Linearmotors, realisiert sein, so dass dann letztlich bekannt ist, wo entlang der durch den Bewegungsaktor umgesetzten Aufnahmetrajektorie innerhalb des Gehäuses sich der Röntgenstrahler zurzeit befindet, so dass die entsprechende Information von der Steuereinrichtung genutzt werden kann, um das Ausstrahlen eines Röntgenpulses zu triggern, gegebenenfalls auch den Röntgenstrahler gezielt an bestimmten Positionen anzuhalten.
Besonders zweckmäßig ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Röntgenstrahler einen entlang der Richtung der Aufnahmetrajektorie bewegbaren Fokus aufweist, wobei die Steuereinrichtung bei kontinuierlicher Bewegung des Röntgenstrahlers während eines Aufnahmevorgangs zur Ansteuerung des bewegbaren Fokus derart ausgebildet ist, dass dieser während der Aufnahme eines Röntgenbildes trotz der Bewegung des Röntgenstrahlers in einer vorgegebenen Aufnahmeposition verbleibt. Das bedeutet, durch die Bewegung des Röntgenfokus wird die kontinuierliche Bewegung des Röntgenstrahlers innerhalb des Gehäuses während der Ausgabe eines Röntgenpulses kompensiert, so dass Bewegungsunschärfen reduziert oder gänzlich vermieden werden können. Es kann mithin konkret eine Röntgenröhre mit einem sogenannten „flying focal spot“ (FFS) auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung zweckmäßig eingesetzt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Tomosyntheseeinrichtung, insbesondere innerhalb des Gehäuses, eine nicht mit dem Röntgenstrahler bewegte Blendeneinrichtung, welche mehreren Aufnahmepositionen entlang der Aufnahmetrajektorie zugeordnete Öffnungen aufweist, und/oder eine nicht mit dem Röntgenstrahler bewegte, insbesondere in die Blendeneinrichtung integrierte Filtereinrichtung, die für jede Aufnahmeposition jeweils wenigstens ein Filterelement aufweist, aufweist. Das bedeutet, es kann eine ortsfeste Blendeneinrichtung und/oder eine ortsfeste Filtereinrichtung, die mithin jeweils nicht mit dem Röntgenstrahler mitbewegt werden muss, vorgesehen sein. Der Röntgenstrahler wird also auf der Aufnahmetrajektorie an der Blendeneinrichtung und/oder Filtereinrichtung entlanggeführt.
Dabei sei an dieser Stelle noch bereits angemerkt, dass der Begriff der Öffnungen breit zu verstehen ist, nämlich als röntgendurchlässige Bereiche (röntgendurchlässige Fenster). Diese röntgendurchlässigen Bereiche können mithin durchaus Material, insbesondere Filter, Kollimatorblenden und dergleichen, enthalten.
Mit der feststehenden Blendeneinrichtung und/oder Filtereinrichtung wird dem Problem entgegengewirkt, dass insbesondere bei einer gewollten schnelleren Bewegung des Röntgenstrahlers dementsprechend schnell auch der Kollimator/die Blende/der Filter mitbewegt werden muss, um die gewünschten Röntgenfeldabmessungen und Eigenschaften des Strahlenfeldes beizubehalten. Dies ist mechanisch jedoch sehr aufwendig, anfällig und teuer. Mithin schlägt die vorliegende Erfindung vor, eine ortsfeste Blendeneinrichtung und insbesondere auch eine ortsfeste Filtereinrichtung, die bevorzugt in die ortsfeste Blendeneinrichtung integriert ist, zu verwenden. Die Blendeneinrichtung und/oder die Filtereinrichtung bewegen sich somit nicht mit dem Röntgenstrahler und somit der Röntgenröhre mit. Die Blendeneinrichtung weist genau an den Stellen Öffnungen auf, an denen Röntgenbilder aufgenommen werden, das bedeutet, Röntgenpulse ausgegeben werden. Dabei sei angemerkt, dass eine derartige Ausgestaltung auch bei kontinuierlicher Bewegung des Röntgenstrahlers innerhalb des Gehäuses angewendet werden kann, wenn ein veränderbarer Fokus der Röntgenröhre (FFS) vorliegt, mithin der Röntgenfokus ortsfest bleibt, so dass die Blendeneinrichtung während eines Röntgenpulses nicht bewegt werden muss. Eine ortsfeste Blendeneinrichtung, insbesondere also mit ortsfester Filtereinrichtung, reduziert die mechanische Komplexität und somit die Kosten und die Anfälligkeit der gesamten Konstruktion.
In besonders vorteilhafter Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Blendeneinrichtung ein insbesondere durch die Steuereinrichtung ansteuerbares Anpassungsmittel zur Veränderung einer Form und/oder Position wenigstens einer der Öffnungen aufweist. Das bedeutet, die ortsfeste Blendeneinrichtung kann so ausgestaltet sein, dass die Form der Öffnungen, beispielsweise Löcher, verändert werden kann und/oder auch die Positionen der Öffnungen verändert werden können. Auf diese Weise können unterschiedliche Röntgen-Sichtfelder (field of views) eingestellt werden. Auch eine Veränderung der eigentlichen Aufnahmeposition ist bei veränderbarer Öffnungsposition möglich, mithin beispielsweise eine Veränderung des Winkels der jeweiligen Aufnahmegeometrien, unter denen Röntgenbilder als Tomosyntheseprojektionen aufgenommen werden sollen. Beide Einstellungsmöglichkeiten, wenn realisiert, können vor dem eigentlichen Messvorgang genutzt werden, so dass keine Zeitkritikalität besteht. Neben grundsätzlich bekannten, beispielsweise verschiebenden Anpassungsaktoren als Anpassungsmittel können insbesondere auch Lamellenblenden bzw. Irisblenden eingesetzt werden.
Vorzugsweise können für wenigstens einen Teil der Aufnahmepositionen mehrere Filterelemente vorhanden sein, wobei eines der mehreren Filterelemente für eine Aufnahmeposition mittels einer insbesondere durch die Steuereinrichtung ansteuerbaren Einstelleinrichtung im Strahlengang des Röntgenstrahlers positionierbar ist. Während es also grundsätzlich auch denkbar wäre, Filterelemente an der Röntgenröhre selbst anzubringen, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, die Filter den Öffnungen im Vergleich zum Röntgenstrahler ortsfest zuzuordnen, so dass eine unterschiedliche Filterung bei einzelnen Aufnahmegeometrien, beispielsweise Projektionswinkeln, möglich ist, ohne dass ein mechanisches Filterrad oder dergleichen zeitkritisch zwischen zwei Röntgenpulsen verstellt werden müsste. Beispielsweise kann ein globales Filterrad für alle Öffnungen vorgesehen sein oder es können separate einzelne Filterräder für jede Öffnung eingebaut werden.
Während es grundsätzlich möglich ist, über die Einstelleinrichtung unterschiedliche Filterelemente für unterschiedliche Aufnahmepositionen anzuwählen, sieht jedoch eine bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, dass die Einstelleinrichtung ein auf alle Aufnahmepositionen mit mehreren Filterelementen gleichzeitig wirkendes Einstellmittel aufweist. Dann ist es mithin möglich, für alle Auswahlpositionen gleichzeitig Filterelemente zu wechseln bzw. bestimmte Filterelemente einzustellen.
In einer konkreten, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann das Einstellmittel eine in wenigstens einer, insbesondere im Wesentlichen horizontalen und/oder im Wesentlichen vertikalen, Einstellrichtung senkrecht zur Röntgenstrahlungsrichtung bewegbare Trägerplatte aufweisen, die die einer Aufnahmeposition zugeordneten Filterelemente in der wenigstens einen Einstellrichtung benachbart trägt.
Dabei sei im Allgemeinen bezüglich der Verwendung mehrerer Filterelemente pro Öffnung/Aufnahmeposition und einer Einstelleinrichtung angemerkt, dass es sowohl in einer ersten Ausgestaltung denkbar ist, dass mit den Filterelementen auch die Blendenelemente mehrfach ausgeführt sind, wobei beispielsweise für jedes vorgesehene Filterelement eine Öffnung bzw. allgemein ein Blendenelement vorhanden sein kann. In diesem Fall können durch die Einstelleinrichtung mithin nicht nur die Filterelemente, sondern gleichzeitig mit diesen auch die Blendenelemente, welche zudem Kollimatorblenden umfassen können, in den Strahlengang des Röntgenstrahlers an der jeweiligen Aufnahmeposition/Öffnung gebracht werden. Denkbar sind jedoch auch Ausgestaltungen, in denen die Öffnungen/Blendenelemente, insbesondere umfassend Kollimatorblenden, feststehen und nur das Filterelement, beispielsweise ein Filtermaterial, relativ zu den Öffnungen der Blendeneinrichtung verschoben wird.
Für die Filterelemente gilt, dass für unterschiedliche Anwendungen unterschiedliche Röntgenspektren durch die Wahl verschiedener Filterelemente eingesetzt werden können. Beispielsweise kann bei der mammographischen Anwendung für kleine Brüste ein anderes Filtermaterial und/oder eine andere Filtermaterialdicke verwendet werden, beispielsweise 30 µm Rh, als für größere Brüste, beispielsweise 50 µm Rh. Alternative Filtermaterialien umfassen beispielsweise Al oder Ag. In der Radiographie sind Aufnahmen mit oder ohne Kupferfilterelement (auch verschiedener Dicke) üblich. Besonders vorteilhaft können wechselbare Filterelemente jedoch in der Mehrspektrenradiographie/Mehrspektrenmammographie eingesetzt werden. Beispielsweise ist es hier denkbar, unterschiedliche Filterelemente für die Hochenergieaufnahmen und die Niederenergieaufnahmen einzusetzen, beispielsweise 50 µm Rh und 0,3 mm Cu, oder 1 mm Ti.
Über die Einstelleinrichtung und unterschiedliche Filterelemente können unterschiedliche Aufnahmevarianten realisiert werden. Beispielsweise können, insbesondere hinsichtlich der Mehrspektrenbildgebung (Mehrenergiebildgebung) zwei verschiedene Scanläufe entlang der Aufnahmetrajektorie erfolgen, wobei beim ersten Scanlauf für jedes aufzunehmende Röntgenbild ein erstes, jeweils gleiches Filterelement eingesetzt wird, beim zweiten Scanlauf für jedes Röntgenbild sich ein zweites, jeweils gleiches Filterelement im Strahlengang befindet. Alternativ ist es auch denkbar, einen einzigen Scanlauf durchzuführen, bei dem für jede zweite Aufnahmegeometrie ein jeweils anderes Filterelement eingesetzt wird, um beispielsweise eine Dualenergieaufnahme mit nur einem einzigen Scanlauf durchführen zu können.
In der erwähnten, vorteilhaften Ausgestaltung bei Verwendung einer insgesamt in einer Einstelleinrichtung bewegbaren Trägerplatte, die, wie dargelegt, die Öffnungen/Blendenelemente ebenso an den Positionen der Filterelemente enthalten kann oder aber auch relativ zu den Öffnungen der Blendeneinrichtung bewegbar sein kann, sind letztlich zwei hauptsächlich zweckmäßige Einstellrichtungen denkbar, wobei die Einstellrichtung allgemein senkrecht zur Röntgenstrahlungsrichtung ist, also insbesondere der Richtung des Zentralstrahls eines Röntgenstrahlenfeldes, das bei einem Röntgenpuls an einer Aufnahmeposition ausgegeben wird. Liegt die Aufnahmetrajektorie in einer horizontalen oder vertikalen Ebene, ist eine vertikale oder horizontale Einstellrichtung gegebenenfalls zu bevorzugen, da diese dann unabhängig von dem Platz zwischen den unterschiedlichen Aufnahmepositionen ist. Jedoch kann auch eine horizontale oder vertikale Einstellrichtung, insbesondere also eine Verschiebung links-rechts statt hoch-runter oder umgekehrt, in den jeweiligen Fällen denkbar sein, falls zwischen den einzelnen Aufnahmepositionen hinreichend viel Platz besteht, um Filterelemente „zwischenzuparken“.
Auch wenn die Verwendung eines auf alle Aufnahmepositionen mit mehreren Filterelementen gleichzeitig wirkenden Einstellmittels, insbesondere einer Trägerplatte, erfindungsgemäß bevorzugt ist, ist es auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie bereits angedeutet, denkbar, dass für wenigstens einen Teil der Aufnahmeposition wenigstens ein Teil der mehreren Filterelemente auf einem drehbaren Filterrad der Einstelleinrichtung angeordnet ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei im Vergleich zum Röntgenstrahler ortsfester Blendeneinrichtung die Steuereinrichtung zur Festlegung der Aufnahmepositionen als Ergebnis einer Kalibrierungsmessung ausgebildet ist, in der die Aufnahmepositionen ausgehend von Vorgabepositionen räumlich variiert werden und als festgelegte Aufnahmeposition für jeder Vorgabeposition jene der variierten Aufnahmepositionen gewählt wird, für die die größte Röntgendosis am Röntgendetektor gemessen wurde. Mit anderen Worten kann in der Steuereinrichtung ein Kalibrierungsalgorithmus vorliegen, welcher automatisch das Zusammenspiel von den bereits erwähnten Sensoren/Signalgebern und der Ansteuerung des Röntgenstrahlers bezüglich der Aufnahmepositionen optimiert. Dabei können beispielsweise die Positionen des Röntgenstrahlers entlang der Aufnahmetrajektorie, zu denen ein Röntgenpuls ausgegeben wird, variiert werden und über den vorhandenen Röntgendetektor die applizierte Röntgendosis gemessen werden. Die geeignete Aufnahmeposition für jede Öffnung ist dann die mit der höchsten gemessenen Röntgendosis. Beispielsweise kann also eine Voreinstellung für die Aufnahmeposition herangezogen werden und verschiedene Test-Aufnahmepositionen um diese Vorgabeposition als Variation definiert werden, wobei dann von den Test-Aufnahmepositionen als festgelegte Aufnahmeposition die gewählt wird, bei der die größte Röntgendosis am Röntgendetektor vorliegt.
Wie bereits erwähnt, ist es auch besonders zweckmäßig, wenn die Blendeneinrichtung Kollimatorblenden zur Kollimierung von Röntgenstrahlung des Röntgenstrahlers aufweist. Dabei können die Kollimatorblenden auf die spezielle Aufnahmegeometrie an jeder der Aufnahmepositionen angepasst sein (linear, linear gebogen, kreisförmig, rechteckig). Insbesondere dann, wenn sich Aufnahmegeometrien für bestimmte Aufnahmepositionen, beispielsweise durch Anpassungsaktoren seitens des Röntgendetektors, verändern können, können über entsprechende Kollilmatoraktoren, die durch die Steuereinrichtung ansteuerbar sind, auch bei Kollimatorblenden Anpassungen ermöglicht werden.
Vorzugsweise können die Öffnungen der Blendeneinrichtung zumindest in einer Maximaleinstellung den Röntgendetektor in den Aufnahmepositionen komplett ausleuchtend, aber nicht überstrahlend, ausgeformt sein. Die Blendeneinrichtung weist also Öffnungen auf, die so geformt sind, dass für jedes Strahlenbündel, das heißt jede Aufnahmegeometrie, der komplette Strahlungsempfänger, also Röntgendetektor, ausgeleuchtet, aber nicht überstrahlt wird, wie dies in der bereits genannten US 8 031 834 B2 beschrieben ist.
Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass insbesondere das Konzept ortsfester Blendeneinrichtungen und insbesondere in dieser integrierter Filtereinrichtungen auch über Tomosyntheseeinrichtungen, bei denen der Röntgenstrahler verborgen innerhalb eines Gehäuses bewegt wird, hinaus zweckmäßig eingesetzt werden kann. Ein Beispiel hierfür sind die bereits genannten Tomosyntheseeinrichtungen, bei denen kein bewegter Röntgenstrahler vorliegt, sondern ein Multifokusröntgenstrahler mit einer Mehrzahl von Röntgenemittern vorgesehen ist, wobei die Röntgenemitter jeweils zur Erzeugung eines Röntgenstrahlenbündels, also Röntgenpulses, geeignet sind, der von dem Röntgendetektor empfangen werden kann. Die verschiedenen Aufnahmegeometrien/Aufnahmepositionen werden dann durch Ansteuerung des entsprechenden Röntgenemitters des Multifokusröntgenstrahlers angewählt. Neben einer solchen „Multiemitterröhre“ ist auch ein Array aus mehreren einzelnen Röntgenröhren denkbar. Für solche Ausgestaltungen war es im Stand der Technik bislang nicht bekannt, wie ein Filterwechsel, also ein Austausch von Filterelementen, stattfinden soll. Denn während sich bei konventionellen Röntgenröhren außerhalb des Strahlenausgangfensters ein Filterrad befinden kann, welches durch Drehen des gewählten Filterelements in den Strahlengang eine Auswahl unterschiedlicher Filterelemente erlaubt, ist eine derartige Lösung für eine Multiemitteranordnung aus Platz- und Aufwandsgründen nicht möglich. Entsprechend kann mit besonderem Vorteil bei einer solchen Multiemitter-Tomosyntheseeinrichtung, welche neben dem Röntgendetektor einen Multifokusröntgenstrahler mit einer Mehrzahl von Röntgenemittern, wobei jeder Röntgenemitter einer Aufnahmeposition zugeordnet ist, und/oder eine Mehrzahl von einzelnen Röntgenstrahlern an unterschiedlichen Aufnahmepositionen aufweist, vorgesehen sein, dass außerhalb der entsprechenden Röntgenstrahler eine Blendeneinrichtung und/oder Filtereinrichtung, wobei die Filtereinrichtung bevorzugt in die Blendeneinrichtung integriert ist, vorgesehen ist. Die Blendeneinrichtung und/oder Filtereinrichtung kann Öffnungen aufweisen, die so geformt sind, dass für jede Aufnahmegeometrie der komplette Röntgendetektor ausgeleuchtet, aber nicht überstrahlt wird. Den Öffnungen als Blendenelemente können jeweils Kollimatorblenden und mehrere Filterelemente zugeordnet sein, wobei die oben beschriebenen Ausgestaltungen bezüglich der vorliegenden Erfindung auch für die Multiemitter-Tomosyntheseeinrichtung fortgelten.
Es sei schließlich noch angemerkt, dass in einen nicht zur Erfindung gehörigen Anwendungsfall ferner eine feststehende Blendeneinrichtung an sich auch bei einer bewegten Trägereinrichtung für den Röntgenstrahler zweckmäßig eingesetzt werden kann, beispielsweise an einer Patientenschutzeinrichtung („face shield“). Eine derartige Patientenschutzeinrichtung kann beispielsweise vorgesehen sein, um Kollisionen zwischen dem Patienten und der sich bewegenden Trägereinrichtung zu vermeiden.
Bezüglich der vorliegenden Erfindung sei noch angemerkt, dass alternativ zu der feststehenden Blendeneinrichtung bzw. feststehenden Filtereinrichtung auch vorgesehen sein kann, ein Filterelement, beispielsweise aus Aluminium und/oder 0,5 bis 0,9 mm dick, als Strahlenausgangsfenster einer Röntgenröhre des Röntgenstrahlers vorzusehen. Genauso kann vorgesehen sein, eine Kollimatorblende am Strahlenausgangfenster der Röntgenröhre des Röntgenstrahlers vorzusehen, welche sich durch Ansteuerung der Steuereinrichtung dynamisch anpasst, so dass lediglich der Röntgendetektor ausgeleuchtet wird. Diese Ausgestaltungen sind jedoch sowohl konstruktiv als auch vom Steuerungsaufwand her weniger bevorzugt.
Möglich ist es ferner auch, in einen Röntgenstrahler eine Filtereinrichtung mit mehreren Filterelementen, insbesondere an einem Filterrad, zu integrieren, wobei die Filterelemente auf dem Filterrad beispielsweise vor einem Strahlenausgangsfenster der Röntgenröhre entlang bewegt werden können und entsprechend ein gewolltes Filterelement in den Strahlengang gebracht werden kann. Damit kann eine insgesamt kompaktere Ausgestaltung mit aufnahmepositionsspezifisch wählbarem Filterelement realisiert werden, jedoch ist auch dies aufwändiger zu realisieren und daher weniger bevorzugt als eine nicht mitbewegte Filtereinrichtung außerhalb des Röntgenstrahlers.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

1 eine Prinzipskizze eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Tomosyntheseeinrichtung,
2 eine geschnittene Seitenansicht der Tomosyntheseeinrichtung der 1,
3 eine schematische Detailansicht der Tomosyntheseeinrichtung der 1 und 2,
4 eine erläuternde Skizze zu einer feststehenden Blendeneinrichtung,
5 eine erste Ausgestaltung einer Trägerplatte,
6 eine zweite Ausgestaltung einer Trägerplatte,
7 eine lediglich Filterelemente tragende Trägerplatte,
8 eine Prinzipskizze eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Tomosyntheseeinrichtung,
9 die Aufnahme einer MLO-Projektion mit der Tomosyntheseeinrichtung gemäß 8,
10 die Durchführung eines MLO-Tomosynthesescans mit der Tomosyntheseeinrichtung gemäß 8, und
11 eine alternative Realisierung unterschiedlicher Filter.

1 zeigt eine Prinzipskizze eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Tomosyntheseeinrichtung 1. Diese umfasst eine Trägereinrichtung 2 mit einem Stativ 3, an dem vorliegend auch der Röntgendetektor 4 und eine Kompressionseinrichtung 5 mit einer Kompressionsplatte für einen aufzunehmenden Untersuchungsbereich 6, hier eine Brust, gehaltert sind, und einem Gehäuse 7, welches allseits geschlossen ist und in dem der Röntgenstrahler 8 derart bewegbar gelagert ist, dass die Bewegung den Blicken von außen verborgen ist. Innerhalb des Gehäuses 7 ist als Bewegungsaktor 12 vorliegend ein Linearmotor 9 vorgesehen, entlang dessen der Röntgenstrahler 8 zwischen zwei Endpositionen entlang einer linearen Aufnahmetrajektorie bezüglich des Röntgendetektors 4 bewegt werden kann, wie durch den Pfeil 10 angedeutet. Der Betrieb der Tomosyntheseeinrichtung 1 wird dabei über eine Steuereinrichtung 11 gesteuert.
Dadurch, dass das Gehäuse 7 den Bewegungsbereich des Röntgenstrahlers 8 allseitig umgibt, sind der Patientenkomfort und auch die Patientensicherheit auch bei größeren Geschwindigkeiten des Röntgenstrahlers 8 gegeben, welche mittels des Linearmotors 9 genauso realisierbar sind wie schnelle Beschleunigungen. Nachdem lediglich noch der Röntgenstrahler 8 bewegt werden muss, ist ein „step and shoot“-Verfahren einsetzbar, ohne dass mit mechanischen Instabilitäten eines insgesamt bewegten Trägers gerechnet werden muss.
Die Steuereinrichtung 11 kann mithin dazu ausgebildet sein, den Linearmotor 9 so anzusteuern, dass der Röntgenstrahler 8 schrittweise von Aufnahmeposition zu Aufnahmeposition bewegt wird und dort jeweils für die Dauer eines Röntgenpulses stillsteht. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Röntgenstrahler 8 kontinuierlich bewegt wird, wobei er dann bevorzugt einen bewegbaren Fokus (flying focal spot - FFS) aufweist, um die Weiterbewegung des Röntgenstrahlers 8 zu kompensieren, nachdem der Röntgenfokus dann in der Aufnahmeposition stillzustehen scheint.
3 zeigt eine gleichwohl schematische Detailansicht innerhalb des Gehäuses 7. Dort ist zunächst zu erkennen, dass der auf dem Linearmotor 9 bewegte Röntgenstrahler 8 eine durch ein Röntgenstrahlergehäuse 13 umschlossene Baueinheit mit einer Röntgenröhre 14 und einem Generator 15 bildet. Die elektrische Anbindung sowie die Datenanbindung erfolgen im hier dargestellten Ausführungsbeispiel über Schleifkontakte 16 zu einer Führungsschiene des Linearmotors 9 hin. In alternativen Ausgestaltungen können auch Kabel mit geeigneten Schleppeinrichtungen zur Kompensation der Bewegung des Röntgenstrahlers 5 verwendet werden.
Ersichtlich ist innerhalb des Gehäuses 7 benachbart der dem Linearmotor 9 gegenüberliegenden Wand 17 eine Blendeneinrichtung 18 vorgesehen, in die vorliegend auch eine Filtereinrichtung integriert ist. Die Blendeneinrichtung 18 steht gegenüber dem entlang der Aufnahmetrajektorie bewegten Röntgenstrahler 8 fest, muss also nicht mit diesem mitbewegt werden. Vielmehr wird der Röntgenstrahler 8 entlang der Blendeneinrichtung 18 bewegt.
Die Blendeneinrichtung 18 weist an verschiedenen Stellen Aufnahmepositionen zugeordnete röntgendurchlässige Öffnungen 19 (Blendenelemente) auf, in denen vorliegend jeweils ein Filterelement 20 und ein Blendenkollimator 21 vorgesehen sind. Optional können den jeweiligen Öffnungen 19, wie grundsätzlich bekannt, zur Einstellung des Sichtfelds und/oder zur Veränderung der Aufnahmepositionen auch Anpassungsmittel 22 zugeordnet sein, die besonders bevorzugt von der Steuereinrichtung 11 angesteuert werden können, wobei auch eine manuelle Bedienbarkeit denkbar ist.
Die Blendeneinrichtung 18 mit integrierter Filtereinrichtung weist ferner eine Einstelleinrichtung 23 auf, über die unterschiedliche Filterelemente in den Strahlengang an der jeweiligen Aufnahmeposition eingebracht werden können.
Die Öffnungen 19 sowie die Kollimatorblenden 21 sind vorliegend so ausgestaltet, dass bei in den Aufnahmepositionen einen Röntgenpuls ausgebendem Strahler ohne Überstrahlung exakt der Röntgendetektor 4 ausgeleuchtet wird, wie dies durch 2 für verschiedene benachbarte Öffnungen 19 und die angedeuteten Strahlenfelder 24 erläutert ist. Die Steuereinrichtung 11 kann dabei im Übrigen auch ausgebildet sein, in einem Kalibrierungsvorgang die Aufnahmepositionen zu optimieren. Ausgehend von beispielsweise vorgegebenen Vorgabepositionen kann um diese Vorgabepositionen eine Anzahl von variierten Aufnahmepositionen gewählt werden, die auch die Vorgabeposition umfassen können. Für die variierten Aufnahmepositionen wird dann jeweils eine Messung ohne Patient durchgeführt, wobei die derart vermessene variierte Aufnahmeposition, für die die höchste Röntgendosis am Röntgendetektor 4 festgestellt wurde, als optimierte, bei späteren Aufnahmen zu verwendende Aufnahmeposition gewählt wird. Nichtsdestotrotz sei angemerkt, dass insbesondere bei vorhandenen Anpassungsmitteln 22 auch eine Veränderung der Aufnahmepositionen vorgenommen werden kann.
Die vorliegend bei der Tomosyntheseeinrichtung 1 gemäß der 3 vorgesehene kombinierte Blendeneinrichtung 18 und Filtereinrichtung weist für jede Aufnahmeposition zwei unterschiedliche Filterelemente 20 auf, die wahlweise in den Strahlengang eingebracht werden können. Hierzu ist, vgl. 5, ein Einstellmittel aufweisend eine Trägerplatte 25 vorgesehen, in der die Öffnungen 19 in zwei in einer Einstellrichtung 26 jeweils benachbarten Positionen zweifach realisiert sind, wobei auch die Kollimatorblenden 21 in diesem Fall für jede Aufnahmeposition doppelt vorgesehen sind. In der oberen Reihe sind als Filterelemente 20 erste Filterelemente 27, in der unteren Reihe als Filterelemente 20 zweite Filterelemente 28 vorgesehen, so dass beispielsweise zunächst ein Scanvorgang entlang der Aufnahmetrajektorie mit dem ersten Filter erfolgen kann, dann eine Verschiebung der Trägerplatte 25 entlang der Einstellrichtung 26, welche vorliegend vertikal verläuft, erfolgt, um dann einen zweiten Scanvorgang mit den ersten Filterelementen 28 für alle Aufnahmepositionen durchzuführen. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Dualenergie-Bildgebung umgesetzt werden. Es sei angemerkt, dass die Form der Öffnungen 19, welche als ein Blendenelement definierend verstanden werden kann, grundsätzlich auch abhängig vom Filterelement 27, 28 unterschiedlich wählbar ist; bevorzugt sind jedoch für gewünschte unterschiedliche Blendeneinstellungen die Anpassungsmittel 22 für alle Filterelemente 20, 27, 28 und Öffnungen 19 realisiert.
Besteht ein hinreichender Abstand zwischen benachbarten Aufnahmepositionen in der Bewegungsrichtung, lässt sich für eine Trägerplatte 28 auch die in 6 dargestellte alternative Ausgestaltung wählen, in der die Einstellrichtung 26 in der Horizontalen, also weiterhin senkrecht zur Röntgenstrahlungsrichtung, aber in diesem Fall in der Bewegungsrichtung entlang der Aufnahmetrajektorie, liegt. Entsprechend sind die Öffnungen 19 mit den jeweiligen unterschiedlichen ersten und zweiten Filterelementen 27, 28 hier alternierend nebeneinander in der Horizontalen angeordnet.
In einer weiter anderen Ausführungsform ist es auch denkbar, die Blendeneinrichtung 18 bezüglich der Filter ortsfest zu belassen und um eine gegenüber dieser bewegbare Filtereinrichtung 30 zu ergänzen, die wiederum eine Trägerplatte 31 aufweist, an der unterschiedliche Filterelemente 27, 28 vorgesehen sind. Über eine Verschiebung in der Einstellrichtung 26 entlang der Blendeneinrichtung 18 kann jeweils ein gewolltes Filterelement 27, 28 vor einer Öffnung 19 platziert werden.
Es sei bereits an dieser Stelle angemerkt, dass selbstverständlich auch mehr als zwei unterschiedliche Filterelemente 20, 27, 28 verwendet werden können. Ferner sind Öffnungen 19 als für Röntgenstrahlung transparente Bereiche zu verstehen.
8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tomosyntheseeinrichtung 32. Im Unterschied zur Tomosyntheseeinrichtung 1 wird hier der Röntgenstrahler 8 entlang einer gebogenen Aufnahmetrajektorie, vorliegend einem Teilkreisbogen, bewegt, was sich entsprechend in der Form des Gehäuses 7 niederschlägt. Zudem weist die Tomosyntheseeinrichtung 32 auch eine Nachführungseinrichtung 33 auf, über die eine Verkippung des Röntgendetektors 4 und der Kompressionsvorrichtung 5 zu dem Röntgenstrahler 8 hin genauso erfolgen kann wie eine leichte Verschiebung, um den Untersuchungsbereich 6 im Isozentrum zu halten. Entsprechende Nachführungseinrichtungen 33 sind im Stand der Technik bereits grundsätzlich bekannt und müssen hier nicht näher dargelegt werden. Grundsätzlich können sie auch in Ausgestaltungen wie in 1 Einsatz finden.
Ferner ist zumindest bei der Tomosyntheseeinrichtung 32, bevorzugt jedoch auch bei der Tomosyntheseeinrichtung 1, der Röntgenstrahler 8 stark genug ausgebildet, um neben zur Rekonstruktion eines höherdimensionalen Bilddatensatzes geeigneten Projektionsbildern auch selbst diagnostisch auswertbare Radiographiebilder, insbesondere also zweidimensionale Röntgenbilder, aufzunehmen, wie dies beispielhaft in 9 gezeigt ist, in der eine Positionierung der verschiedenen Komponenten für eine zweidimensionale MLO-Aufnahme vorgenommen ist.
10 erläutert die Möglichkeit eines MLO-Tomosynthesescans, bei dem der Röntgenstrahler 8 ersichtlich gemäß dem Pfeil 34 nur entlang eines Teils der Aufnahmetrajektorie bewegt wird, um Röntgenbilder in verschiedenen Aufnahmegeometrien aufzunehmen.
11 zeigt schließlich eine mögliche alternative Ausgestaltung zur Realisierung einer Mehrzahl wahlweise nutzbarer Filterelemente 35, 36, 37. Diese sind dort innerhalb des Röntgenstrahlergehäuses 13 auf einem zylindrischen, sich um die Röntgenröhre 14 erstreckenden Trägerelement 38 (Filterrad) angeordnet, so dass durch Drehung des Trägerelements 38 verschiedene Filterelemente 35, 36, 37 wahlweise vor dem Röntgenaustrittsfenster 39 der Röntgenröhre 14 platziert werden können. Aufgrund der höheren mechanischen Komplexität und der Schwierigkeit eines schnellen Wechsels bei unterschiedlichen Filterelementen 35, 36, 37 für benachbarte Aufnahmepositionen ist diese Ausgestaltung jedoch weniger bevorzugt.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8031834 B2 [0008, 0034]

Claims

Tomosyntheseeinrichtung (1, 32), aufweisend einen Röntgendetektor (4), einen mittels eines Bewegungsaktors (12) relativ zu dem Röntgendetektor (4) entlang einer Aufnahmetrajektorie bewegbaren Röntgenstrahler (8) und eine Steuereinrichtung (11) zur Steuerung des Betriebs der Tomosyntheseeinrichtung (1, 32), dadurch gekennzeichnet, dass die Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) ferner wenigstens ein Gehäuse (7) aufweist, innerhalb dessen der Röntgenstrahler (8) entlang der Aufnahmetrajektorie verborgen bewegbar ist.
Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsaktor (12) einen Linearmotor (9) umfasst.
Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerverbindung und/oder Leistungsverbindung zu dem Röntgenstrahler (8) über einen Schleifkontakt (16), insbesondere als Teil des Bewegungsaktors (12), und/oder über ein mittels einer Kabelführung nachgeführtes Kabel hergestellt ist und/oder der Röntgenstrahler (8) eine Röntgenröhre (14) und/oder einen Generator (15) und/oder einen Eintank umfasst.
Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) bei einer linearen Aufnahmetrajektorie im Wesentlichen quaderförmig oder bei einer entsprechend gebogenen Aufnahmetrajektorie bogenförmig und/oder kreisförmig und/oder ellipsenförmig ist und/oder das in das Gehäuse (7) eine Kühleinrichtung, insbesondere eine Wasserkühleinrichtung, für den Röntgenstrahler (8) integriert ist.
Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (11) zur Ansteuerung des Bewegungsaktors (12) zur kontinuierlichen Bewegung und/oder zur schrittweisen Bewegung von Aufnahmeposition zu Aufnahmeposition während eines Aufnahmevorgangs ausgebildet ist.
Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgenstrahler (8) einen entlang der Richtung der Aufnahmetrajektorie bewegbaren Fokus aufweist, wobei die Steuereinrichtung (11) bei kontinuierlicher Bewegung des Röntgenstrahlers (8) während eines Aufnahmevorgangs zur Ansteuerung des bewegbaren Fokus derart ausgebildet ist, dass dieser während der Aufnahme eines Röntgenbildes trotz der Bewegung des Röntgenstrahlers (8) in einer vorgegebenen Aufnahmeposition verbleibt.
Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie, insbesondere innerhalb des Gehäuses (7), eine nicht mit dem Röntgenstrahler (8) bewegte Blendeneinrichtung (18), welche Aufnahmepositionen entlang der Aufnahmetrajektorie zugeordnete Öffnungen (19) aufweist, und/oder eine nicht mit dem Röntgenstrahler (8) bewegte, insbesondere in die Blendeneinrichtung (18) integrierte Filtereinrichtung (30), die für die Aufnahmepositionen jeweils wenigstens ein Filterelement (20, 27, 28, 35, 36, 37) aufweist, aufweist.
Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendeneinrichtung (18) ein insbesondere durch die Steuereinrichtung (11) ansteuerbares Anpassungsmittel (22) zur Veränderung einer Form und/oder Position wenigstens einer der Öffnungen (19) aufweist.
Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens einen Teil der Aufnahmepositionen mehrere Filterelemente (20, 27, 28, 35, 36, 37) vorhanden sind, wobei eines der mehreren Filterelemente (20, 27, 28, 35, 36, 37) für eine Aufnahmeposition mittels einer insbesondere durch die Steuereinrichtung (11) ansteuerbaren Einstelleinrichtung im Strahlengang positionierbar ist.
Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung (23) ein auf alle Aufnahmepositionen mit mehreren Filterelementen (20, 27, 28, 35, 36, 37) gleichzeitig wirkendes Einstellmittel aufweist.
Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellmittel eine in wenigstens einer, insbesondere im Wesentlichen horizontalen und/oder im Wesentlichen vertikalen, Einstellrichtung (26), die senkrecht zur Röntgenstrahlungsrichtung steht, bewegbare Trägerplatte (25, 29, 31) aufweist, die die einer Aufnahmeposition zugeordneten Filterelemente (20, 27, 28, 35, 36, 37) in der wenigstens einen Einstellrichtung (26) benachbart trägt.
Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens einen Teil der Aufnahmepositionen wenigstens ein Teil der mehreren Filterelemente (20, 27, 28, 35, 36, 37) auf einem drehbaren Filterrad der Einstelleinrichtung (23) angeordnet ist.
Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei ortsfester Blendeneinrichtung (18) die Steuereinrichtung (11) zur Festlegung der Aufnahmepositionen als Ergebnis einer Kalibrierungsmessung ausgebildet ist, indem die Aufnahmepositionen ausgehend von Vorgabepositionen räumlich variiert werden und als festgelegte Aufnahmeposition jede der variierten Aufnahmepositionen gewählt wird, für die die größte Röntgendosis am Röntgendetektor (4) gemessen wurde.
Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendeneinrichtung (18) Kollimatorblenden (21) zur Kollimierung von Röntgenstrahlung des Röntgenstrahlers (8) aufweist.
Tomosyntheseeinrichtung (1, 32) nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (19) der Blendeneinrichtung (18) zumindest in einer Maximaleinstellung den Röntgendetektor (4) in den Aufnahmepositionen komplett ausleuchtend, aber nicht überstrahlend, ausgeformt sind.