DE10354497A1

DE10354497A1 - Detektor für ein Tomografie-Gerät

Info

Publication number: DE10354497A1
Application number: DE10354497A
Authority: DE
Inventors: Thomas von der Dr. Haar
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2003-11-21
Publication date: 2005-06-30
Also published as: US7235788B2; US20050109946A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Detektor für ein Tomografie-Gerät, insbesondere einen Röntgen-Computertomografen, mit mehreren nebeneinander in einer Z-Richtung sowie in einer senkrecht dazu verlaufenden phi-Richtung angeordneten Detektormodulen (6). Zur Vereinbarung der Justierung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Detektormodule (6) strahleneingangsseitig an einer Justierplatte (15) anliegen, wobei strahleneingangsseitig an den Detektormodulen (6) vorgesehene erste Justiermittel (14) mit dazu korrespondierenden, an der Justierplatte (15) vorgesehenen zweiten Justiermitteln (16) zur lagegenauen Positionierung der Detektormodule (6) in Eingriff sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Detektor für ein Tomografie-Gerät, insbesondere einen Röntgen-Computertomografen, nach dem Obergriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Detektor ist aus der EP 0 819 406 A1 bekannt. Der bekannte Detektor ist sowohl in z- als auch in φ-Richtung aus mehreren Modulen aufgebaut. Es handelt sich dabei um einen so genannten Mehrzeilendetektor, bei dem in z-Richtung mehrere Reihen von Detektorelementen hintereinander angeordnet sind. Das ermöglicht bei einem einzigen Messdurchgang die gleichzeitige Herstellung mehrerer Bilder in parallelen Schnittlagen. Zur Vereinfachung der Montage sind die Detektorelemente üblicherweise zu Detektormodulen zusammengefasst. Zur Erzielung einer möglichst hohen Messgenauigkeit ist es erforderlich, jedes Detektormodul bzw. einen strahleneingangsseitig daran angebrachten Kollimator exakt auf einen gegenüberliegend dem Detektor angeordneten Röntgenstrahler auszurichten.

Aus der DE 101 58 021 A1 ist ein Detektormodul bekannt, das aus einem Kollimator- und einem Sensormodul zusammengesetzt ist. Das Detektormodul weist in gegenüberliegender Anordnung seitliche Vorsprünge mit Justiermitteln auf, welche mit an einem Befestigungsrahmen vorgesehenen weiteren Justiermitteln zur lagegenauen Positionierung des Detektormoduls am Rahmen zusammenwirken. Das vorgeschlagene Detektormodul eignet sich zur Herstellung eines Detektors, bei dem in z-Richtung lediglich relativ wenige Zeilen, z. B. vier Zeilen, hintereinander angeordnet sind.

Die DE 197 53 268 A1 beschreibt einen Detektor für einen Röntgen-Computertomografen, bei dem der Kollimator in Form von dünnen Metallplatten ausgebildet ist, welche an einem Detektorrahmen angebracht sind. Zur Justierung der Metallplat ten ist eine kammartig ausgebildete Hilfseinrichtung vorgesehen.

Bei Mehrzeilendetektoren mit einer hohen Zeilenanzahl, z. B. 16 Zeilen, hat es sich in der Praxis als zweckmäßig erwiesen, in z-Richtung mehrere Detektormodule hintereinander anzubringen. Dabei ist es erforderlich, die Zwischenräume zwischen den Detektormodulen möglichst klein, insbesondere kleiner 300 μm, zu halten. Die genaue Anordnung derartiger Detektormodule und deren präzise Justierung auf den Fokus des Röntgenstrahlers erfordert in der Praxis einen relativ hohen Aufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein Detektor für ein Tomografie-Gerät angegeben werden, der mit verringertem Aufwand herstellbar ist. Nach einem weiteren Ziel der Erfindung sollen Detektormodule des Detektors möglichst einfach justierbar sein.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 13.

Nach Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, dass die Detektormodule strahleneingangsseitig an einer Justierplatte anliegen, wobei strahleneingangsseitig an den Detektormodulen vorgesehene erste Justiermittel mit dazu korrespondierenden, an der Justierplatte vorgesehenen zweiten Justiermitteln zur lagegenauen Positionierung der Detektormodule im Eingriff sind. – Der vorgeschlagene Detektor ermöglicht ohne großen Aufwand eine genaue Positionierung der Detektormodule in Bezug zu einer Strahlenquelle. Es ist insbesondere möglich, mehr als zwei in z-Richtung hintereinander angeordnete Detektormodule genau zu justieren. Das vereinfacht insbesondere die Herstellung eines Mehrzeilendetektors.

Vorteilhafterweise sind die ersten Justiermittel als strahleneingangsseitig vom Detektormodul sich erstreckende Fortsätze ausgebildet. Die Fortsätze können in Form von Zapfen, Stegen, Kegeln oder Pyramiden ausgebildet sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Fortsätze in anderen geeigneten Formen auszubilden, die vorzugsweise eine selbstzentrierende Anordnung ermöglichen. Unter dem Begriff "selbstzentrierend" wird das genaue Einnehmen einer vorgegebenen Position des Detektormoduls in Bezug zu einer Strahlenquelle verstanden.

Vorteilhafterweise handelt es sich bei den zweiten Justiermitteln um korrespondierend zu den ersten Justiermitteln ausgebildete Ausnehmungen. In diesem Fall können die ersten Justiermittel beispielsweise durch einfaches Einstecken in die zweiten Justiermittel miteinander in Eingriff gebracht werden.

Jedes der Detektormodule kann aus mehreren nebeneinander angeordneten Sensorelementen gebildet sein, welche strahleneingangsseitig mit einem Kollimator versehen sind. Bei den Sensorelementen kann es sich um herkömmliche Sensorelemente handeln, welche beispielsweise aus einem Szintillator und einer in Strahlrichtung nachgeordneten Fotodiode gebildet sind. Bei einem solchen Detektormodul können die ersten Justiermittel mit dem Kollimator verbunden sein. Der Kollimator kann aus einer, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten, Aufnahme mit darin aufgenommenen Kollimatorblechen gebildet sein und das erste Justiermittel kann Bestandteil der Aufnahme sein. Indem lediglich die Aufnahme um erste Justiermittel ergänzt wird, kann ohne großen Aufwand ein zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Detektors geeignetes Detektormodul bereitgestellt werden.

Die Justiermittel und die Positionierplatte sind zweckmäßigerweise aus einem für Röntgenstrahlung im Wesentlichen transparenten Material hergestellt. Vorzugsweise sind die Justiermittel und die Positionierplatte aus demselben Material hergestellt. Die Justiermittel und/oder die Justierplatte können aus, vorzugsweise spritzgegossenem, Kunststoff hergestellt sein. Bei der Auswahl des Kunststoffs ist darauf zu achten, dass er eine möglichst hohe Formstabilität aufweist.

Nach einer weiteren konstruktiven Ausgestaltung ist die Justierplatte an einem Rahmen gehalten. Die Detektormodule können zwischen der Justierplatte und einer gegenüberliegenden Haltevorrichtung gehalten sein. Es kann sich dabei um eine Platte mit Ausnehmungen zur Durchführung von Kabeln oder zum Anschluss von Steckern handeln. Die Detektormodule werden zweckmäßigerweise mittels der Haltevorrichtung in Anlage an die Justierplatte gehalten. Zu diesem Zweck können zwischen der Halteplatte und einer der strahleneingangsseitigen Vorderseite der Detektormodule gegenüberliegenden Rückseite elastische Elemente, z. B. Federn, Gummielemente, Schaumstoff oder dgl., vorgesehen sein.

Nach weiterer Maßgabe der Erfindung ist ein Tomografie-Gerät mit einem erfindungsgemäßen Detektor vorgesehen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 schematisch den Aufbau eines Röntgen-Computertomografen,
2 eine schematische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Detektors und
3 eine perspektivische Ansicht von Positionierelementen.
In 1 ist ein Fokus 1 eines Röntgenstrahlers gezeigt, von dem ein durch eine nicht dargestellte Blende eingeblendetes fächerförmiges Röntgenstrahlbündel 2 ausgeht, welches ein Objekt 3 durchsetzt und auf einen Detektor 4 auftrifft. Der Detektor 4 weist mehrere nebeneinander liegende parallel angeordnete Detektorzeilen 5 auf. Die Detektorzeilen 5 sind aus einer Vielzahl nebeneinander liegender Detektormodule 6 gebildet. Die Detektorzeilen 5 sind bogenförmig ausgebildet. Der Bogen ist mit φ bezeichnet. Die Detektorzeilen 5 sind senkrecht zu einer z-Richtung hintereinander angeordnet. Die z-Richtung verläuft parallel zu einer Drehachse eines den Detektor 4 und die Röntgenquelle umfassenden rotierbaren Messsystems. Bei einer Rotation des Messsystems wird das Objekt 3 unter verschiedenen Projektionswinkeln durchstrahlt. Aus den dabei mittels des Detektors 4 erfassten Signalen berechnet ein Computer 7 ein Bild, welches auf einen Monitor 8 wiedergegeben wird.
2 zeigt in einer schematischen Explosionsdarstellung einen Ausschnitt eines Detektors 4. Das Detektormodul 6 besteht im Wesentlichen aus in φ-Richtung nebeneinander angeordneten Sensorelementen 9. Ein vom Detektorelement 6 wegführendes Kabel ist mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Den Sensorelementen 9 ist strahleneingangsseitig ein Kollimator 11 vorgeordnet. Der Kollimator 11 besteht aus nebeneinander angeordneten Kollimatorblechen 12. Eine vorzugsweise aus Kunststoff hergestellte Aufnahme 13 füllt die zwischen den Kollimatorblechen 12 gebildeten Zwischenräume aus. Von der Aufnahme 13 erstrecken sich in die strahleneingangsseitige Richtung zylindrische Zapfen 14. Eine, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellte, Justierplatte 15 weist Ausnehmungen 16 auf, deren Durchmesser zum Durchmesser der Zapfen 14 korrespondiert. An einer der strahleneingangsseitigen Vorderseite des Detektormoduls 6 gegenüberliegenden Rückseite befindet sich eine Halteplatte 17.
3 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Variante eines Zapfens 14. Es handelt sich dabei um einen abgestuften Zapfen. Die Höhe der Abstufung ist so gewählt, dass damit eine exakte Justierung des Detektorelements 6 auf den Fokus 1 beim Anbringen an der Justierplatte 15 realisierbar ist.
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, sind die Ausnehmungen 16 hinsichtlich ihrer Form und Anordnung so angebracht, dass die vom Detektormodul 6 sich erstreckenden Zapfen 14 darin einsteckbar sind. Im eingesteckten Zustand ist das Detektormodul 6 in seiner Lage bezüglich der Justierplatte 15 fixiert. Um einen sicheren Halt der Detektormodule 6 an der Justierplatte 15 zu gewährleisten, werden diese mittels der an der Rückseite der Detektormodule 6 anliegenden Halteplatte 17 gehalten. Sowohl die Justierplatte 15 als auch die Halteplatte 17 können an einem (hier nicht gezeigten) Rahmen angebracht sein. Der Rahmen kann in herkömmlicherweise gebogen ausgeführt sein. Dementsprechend können auch die Justierplatte 15 sowie die Halteplatte 17 gebogen ausgeführt sein.
Um eine unerwünschte Absorption von Röntgenstrahlung zu vermeiden, sind die Justierplatte 15, die Zapfen 14 und die Aufnahme 13 aus einem für Röntgenstrahlen transparenten Material, beispielsweise Kunststoff, hergestellt. Dabei kann es sich um Polypropylen, Polyethylen oder ähnliche Materialien handeln. Es ist auch denkbar, die Justierplatte 15 aus einem Metall, beispielsweise Aluminium, mit einem geringen Absorptionskoeffizienten herzustellen.

Claims

Detektor (1) für ein Tomografie-Gerät, insbesondere einen Röntgen-Computertomografen, mit mehreren nebeneinander in einer z-Richtung sowie in einer senkrecht dazu verlaufenden φ-Richtung angeordneten Detektormodulen (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Detektormodule (6) strahleneingangsseitig an einer Justierplatte (15) anliegen, wobei strahleneingangsseitig an den Detektormodulen (6) vorgesehene erste Justiermittel (14) mit dazu korrespondierenden, an der Justierplatte (15) vorgesehenen zweiten Justiermitteln (16) zur lagegenauen Positionierung der Detektormodule (6) im Eingriff sind.
Detektor nach Anspruch 1, wobei die ersten Justiermittel (14) als strahleneingangsseitig vom Detektormodul (6) sich erstreckende Fortsätze ausgebildet sind.
Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fortsätze in Form von Zapfen (14), Stegen, Kegeln oder Pyramiden ausgebildet sind.
Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweiten Justiermittel (16) korrespondierend zu den ersten Justiermitteln (14) ausgebildete Ausnehmungen sind.
Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes der Detektormodule (6) aus mehreren nebeneinander angeordneten Sensorelementen (9) gebildet ist, welche strahleneingangsseitig mit einem Kollimator (11) versehen sind.
Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten Justiermittel (14) mit dem Kollimator (11) verbunden sind.
Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kollimator (11) aus einer, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten, Aufnahme (13) mit darin aufgenommenen Kollimatorblechen (12) gebildet ist, und das erste Justiermittel (14) Bestandteil Aufnahme (13) ist.
Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Justiermittel (14, 16) und die Positionierplatte (15) aus einem für Röntgenstrahlung im Wesentlichen transparenten Material hergestellt sind.
Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Justiermittel (14, 16) und/oder die Justierplatte (15) aus, vorzugsweise spritzgegossenem, Kunststoff hergestellt ist/sind.
Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Justierplatte (15) in einem Rahmen gehalten ist.
Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Detektormodule (6) zwischen der Justierplatte (15) und einer gegenüberliegenden Haltevorrichtung (17) gehalten sind.
Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Detektormodule (6) mittels der Haltevorrichtung (17) in Anlage an die Justierplatte (15) gehalten werden.
Tomografie-Gerät, insbesondere einen Röntgen-Computertomograf, mit einem Detektor (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.