DE10355616A1

DE10355616A1 - Vorrichtung zur Strahlungsbildaufnahme

Info

Publication number: DE10355616A1
Application number: DE10355616A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schmitt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2023-11-29
Also published as: US7110507B2; DE10355616B4; US20050190888A1

Abstract

Vorrichtung zur Strahlungsbildaufnahme, umfassend einen mit Strahlung belegbaren Strahlungsempfänger, der die einfallende Strahlung in ein Maß für die einfallende Strahlung darstellende elektrische Ladung wandelt, welche über eine Ausleseeinrichtung zeilenweise auslesbar ist, sowie ein dem Strahlungsempfänger zugeordnetes Streustrahlenraster mit geradlinig verlaufenden Absorptionselementen, wobei die Absorptionselemente (10) unter einem Winkel (alpha) zur zeilenweisen Ausleserichtung (8) stehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Strahlungsbildaufnahme umfassend einen mit Strahlung belegbaren Strahlungsempfänger, der die einfallende Strahlung in ein Maß für die einfallende Strahlung darstellende elektrische Ladung wandelt, welche über eine Ausleseeinrichtung zeilenweise auslesbar ist.

Solche Vorrichtungen sind beispielsweise als Röntgenaufnahmeeinrichtungen bekannt. Die von der Röntgenstrahlenquelle emittierte Strahlung tritt durch das Untersuchungsobjekt und trifft auf den Strahlungsempfänger, der die dort einfallende Strahlung in lokale elektrische Ladung wandelt. Diese Ladung stellt ein Maß für die lokal einfallende Strahlung dar. Über eine Ausleseeinrichtung kann diese elektrische Ladung zeilenweise, also in einer definierten Ausleserichtung ausgelesen werden. Die dabei erfassten bzw. erzeugten Signale werden anschießend zu einem an einem Monitor ausgebbaren Strahlungsbild verarbeitet.

Die Strahlung, die das Objekt durchdrungen hat, kann in zwei Strahlungsanteile unterschieden werden. Zum einen die Primärstrahlung, die vom Objekt ungestreut auf den Strahlungsempfänger trifft, zum anderen die Sekundärstrahlung, Streustrahlung genannt, die im Objekt gestreut wird und danach mit einer gestreuten Einfallsrichtung auf den Strahlungsempfänger trifft. Diese Streustrahlung ist nachteilig, da die Bildqualität hierdurch verschlechtert wird.

Es ist bekannt, zur Reduzierung der Streustrahlung Streustrahlenraster zu verwenden, die dem Strahlungsempfänger unmittelbar vorgeschaltet sind. Ein Streustrahlenraster üblicher Bauart besteht aus einer Vielzahl von in ein Trägermaterial eingebundenen, geradlinigen Absorptionselementen, in der Regel dünnen Bleiabsorptionslamellen, die die gestreute Strahlung absorbieren. Während also die Primärstrahlung im Wesentlichen ungehindert durch das Streustrahlenraster hindurchtritt, wird der größte Teil der Sekundärstrahlung vom Streustrahlenraster absorbiert.

Nachteilig ist jedoch der Umstand, dass es aufgrund der Regelmäßigkeit der Anordnung der Absorptionselemente, die alle parallel zueinander verlaufen, und dem Umstand, dass die gespeicherte Ladung ebenfalls geometrisch einheitlich, nämlich zeilenweise ausgelesen wird, zur Bildung von sogenannten Moire-Effekten kommt. Hierbei handelt es sich um ein Interferenzphänomen, das sich nachteilig auf die Qualität des erhaltenen Strahlungsbildes auswirkt.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die die Möglichkeit zur Verringerung von Moire-Effekten bei einer Strahlungsbildaufnahmevorrichtung mit einem zeilenweise auslesbaren Strahlungsempfänger sowie einem Linienstreustrahlenraster bietet.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Absorptionselemente unter einem Winkel zur zeilenweise Ausleserichtung stehen.

Während bei bekannten Vorrichtungen die geradlinig verlaufenden Absorptionselemente parallel zur Ausleserichtung liegen, sieht die Erfindung vor, die Absorptionselemente bezüglich der Ausleserichtung quasi zu verdrehen, so dass sie unter einem Winkel zur Ausleserichtung, mithin also nicht mehr parallel dazu stehen. Denn es hat sich herausgestellt, dass ein Grund für das Auftreten von Moire-Effekten die Parallelität zwischen den Absorptionselementen und der Ausleserichtung ist. Werden beide nun erfindungsgemäß bezüglich einander verdreht, so kann aufgrund der sich hierdurch ergebenden Unregelmäßigkeit die Bildung von Moire-Effekten verringert wer den. Dieser Effekt kann mit beliebigen Streustrahlenrastern realisiert werden, also auch unter Verwendung von Viellinienrastern mit sehr hoher Linienzahl pro Quadratzentimetern, sowie fokussierten oder unfokussierten Rastern.

Der Winkel, um den beide Vorrichtungselemente bezüglich einander zu verdrehen sind, sollte erfindungsgemäß ≥ 5° und ≤ 90° sein.

Das Raster selbst kann zweckmäßigerweise bezüglich des Strahlungsempfängers bewegbar sein. Das heißt, während der Strahlungsbildaufnahme wird das Raster stetig hin- und herbewegt, was der weiteren Verhinderung von Moire-Effekten dient.

Nach einer ersten Erfindungsalternative kann das Streustrahlenraster bezüglich des in seiner Position feststehenden Strahlungsempfängers verdreht angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsform verbleibt der Strahlungsempfänger in einer definierten Position bezüglich der Vorrichtung, das heißt er wird im Vergleich zu seiner bisherigen Anordnung nicht verändert. Vielmehr wird das Streustrahlenraster in eine neue Position, in der die erfindungsgemäße winkelige Geometrie eingenommen wird, gebracht. Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Raster derart ausgeführt ist, dass es in eine übliche Rasterlade einsetzbar und in der eingesetzten Stellung bezüglich des Strahlungsempfängers verdreht ist. Diese Erfindungsausgestaltung ermöglicht es, auf die übliche Rasterladenmechanik zurückgreifen zu können, also bekannte Rasterladen zu verwenden, ohne dort an der Streustrahlenrasteraufnahme oder den Führungsmechanismen etc. etwas zu ändern. Ferner bietet sich hierdurch auch die Möglichkeit, bereits bestehende Vorrichtungen umzurüsten, nachdem keine konstruktiven Änderungen vorzunehmen sind.

Alternativ zu der Ausführungsform mit unverändertem Strahlungsempfänger und neu positioniertem Raster kann die Konfiguration auch umgekehrt sein, das heißt der Strahlungsempfän ger ist bezüglich des in seiner Position feststehenden Streustrahlenrasters verdreht angeordnet. Denkbar ist es beispielsweise, den Strahlungsempfänger selbst um eine Achse senkrecht zur Streustrahlenrasterebene verdrehbar zu lagern, um auf diese Weise die erfindungsgemäße winkelige Anordnung zu realisieren. Daneben besteht die Möglichkeit, die Rasterlade verdrehbar zu gestalten bzw. das Streustrahlenraster selbst in der Rasterlade verdrehbar aufzunehmen.

Als Strahlungsempfänger kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung beispielsweise ein digitaler Festkörperdetektor verwendet werden, bei dem eine Pixelmatrix vorgesehen ist, die über eine zugeordnete Ausleseelektronik zeilenweise ausgelesen wird. Alternativ kann als Strahlungsempfänger auch eine Speicherfolie verwendet werden, die in einer separaten Ausleseeinrichtung ausgelesen wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

2 eine Prinzipskizze bezüglich der Anordnung des Streustrahlenrasters zum Strahlungsempfänger.

1 zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, umfassend eine Strahlungsquelle 2, über die Strahlung emittierbar ist, die einem Objekt 3 zugeführt werden kann. Die das Objekt 3 durchsetzende Strahlung trifft auf ein Streustrahlenraster 4, dem ein Strahlungsdetektor 5, im gezeigten Beispiel beispielsweise ein Festkörperstrahlungsdetektor, nachgeschalten ist. Über eine zentrale Steuerungseinrichtung 6 wird der Betrieb der Strahlungsquelle 2 und des Strahlungsempfängers 5 gesteuert, hierunter auch der Auslesebetrieb des Strahlungsempfängers, in dem strahlungsbedingt elektrische Ladung lokal aufgelöst und abhängig vom Maß der lokal einfallenden Strahlung generiert wird. Bei einem digitalen Festkörperdetektor wird die pixelweise generierte Ladung über eine zugeordnete Ausleseelektronik pixel- und zeilenweise ausgelesen. Die hierbei erzeugten Signale werden an die Steuerungseinrichtung 6 gegeben, die diese verarbeitet und ein Strahlungsbild erzeugt, das an einem Monitor 7 ausgegeben werden kann.
2 zeigt in einer vergrößerten Darstellung die Anordnung des Streustrahlenrasters 4 bezüglich des Strahlungsempfängers 5. Der Strahlungsempfänger 5 weist wie beschrieben eine Pixelmatrix auf, die zeilenweise ausgelesen wird. Die Pfeile 8 zeigen exemplarisch die Ausleserichtung.
Das Streustrahlenraster 4 besteht aus einem Träger 9, in den eine Vielzahl von linienförmigen, geradlinig verlaufenden Absorptionslamellen 10 integriert ist. Diese können entweder vollständig parallel zueinander verlaufen, was bei einem unfokussierten Strahlenraster der Fall ist. Sie können aber auch zu den Rändern hin etwas bezüglich einander verkippt werden, so dass das Streustrahlenraster bezüglich des Fokus der Strahlungsquelle 2 fokussiert ist.
In jedem Fall ist ersichtlich, dass die Ausleserichtung, dargestellt durch die Pfeile 8, und die Absorptionselemente 10 unter einem Winkel α bezüglich einander stehen. Das Streustrahlenraster 4 ist ersichtlich bezüglich des Festkörperdetektors 5 verdreht angeordnet. Aufgrund des Auseinanderfallens zwischen Ausleserichtung und Richtung der Absorptionselemente, das heißt, dass diese nicht mehr parallel zueinander verlaufen, kann die Entstehung von Moire-Effekten verringert werden. Dem zuträglich ist ferner der Umstand, dass das Streustrahlenraster 4 bezüglich des Strahlungsempfängers 5 bewegbar ist, wie durch den Doppelpfeil A angedeutet ist, was zweckmäßigerweise auch über die Steuerungseinrichtung 6 gesteuert wird. Das Streustrahlenraster 4 wird hierbei in einer Richtung senkrecht zur Ausleserichtung, wie durch die Pfeile 8 angegeben, bewegt. Denkbar wäre es aber auch, das Streustrahlenraster in einer Richtung senkrecht zu der Richtung der Absorptionselemente 10 zu bewegen. Das Raster muss jedoch nicht bewegbar sein, auch eine Ausgestaltung mit stehendem Raster ist denkbar.
Das Streustrahlenraster 4 sollte dabei derart ausgebildet sein, dass es in eine handelsübliche Rasterlade eingesetzt werden kann, so dass zum einen auf bereits bekannte Führungsmechanismen bzw. Einschübe für die Rasterlade zurückgegriffen werden kann, und zum anderen bereits bestehende Vorrichtungen erfindungsgemäß nachgerüstet werden können. Der Strahlungsempfänger 5 verbleibt in seiner originären Position innerhalb der Vorrichtung bzw. innerhalb des Vorrichtungsgestells.
Alternativ hierzu ist es denkbar, die Position des Streustrahlenrasters 4, wie sie bei üblichen Vorrichtungen vom eingesetzten Streustrahlenraster eingenommen wird, nicht zu ändern, und im Gegenzug den Strahlungsempfänger 5 zu verdrehen. Dies kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, dass der Strahlungsempfänger selbst um eine Achse senkrecht zur Ebene des Streustrahlenrasters verdreht werden kann.
Alternativ zur beschriebenen Ausbildung des Strahlungsdetektors als Festkörperbilddetektor ist es auch denkbar, eine Speicherfolie als Strahlungsdetektor 5 zu verwenden. Diese wird mit Strahlung belichtet, auch dort werden lokal Ladungen generiert. Jedoch erfolgt das Auslesen nicht über eine empfängerseitige Ausleseelektronik, sondern über eine separate Ausleseeinrichtung, der die Speicherfolie nach der Bildaufnahme zugeführt werden muss. Denkbar wäre es natürlich auch, eine solche Ausleseeinrichtung vorrichtungsseitig zu integrieren.

Claims

Vorrichtung zur Strahlungsbildaufnahme umfassend einen mit Strahlung belegbaren Strahlungsempfänger, der die einfallende Strahlung in ein Maß für die einfallende Strahlung darstellende elektrische Ladung wandelt, welche über eine Ausleseeinrichtung zeilenweise auslesbar ist, sowie ein dem Strahlungsempfänger zugeordnetes Streustrahlenraster mit geradlinig verlaufenden Absorptionselementen, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionselemente (10) unter einem Winkel (α) zur zeilenweisen Ausleserichtung (8) stehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) ≥ 5° und ≤ 90° ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Raster (4) bezüglich des Strahlungsempfängers (5) bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Streustrahlenraster (4) bezüglich des in seiner Position feststehenden Strahlungsempfängers (5) verdreht angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Raster (4) derart ausgeführt ist, dass es in eine übliche Rasterlade einsetzbar und in der eingesetzten Stellung bezüglich des Strahlungsempfängers (5) verdreht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsempfänger (5) bezüglich des in seiner Position feststehenden Streustrahlenrasters (4) verdreht angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in einer Rasterlade aufgenommene Streustrahlenraster (4) selbst oder die Rasterlade bezüglich des Strahlungsempfänger (5) verdrehbar ist, oder dass der Strahlungsempfänger (5) bezüglich des in einer Rasterlade aufgenommenen Streustrahlenrasters (4) verdrehbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsempfänger (5) ein digitaler Festkörperdetektor oder eine Speicherfolie ist.