DE19651125A1

DE19651125A1 - Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung einer Brennpunkt-X-Achsen-Position aus Projektionsdaten

Info

Publication number: DE19651125A1
Application number: DE19651125A
Authority: DE
Inventors: Michael Floyd Gard
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1996-12-09
Publication date: 1997-06-26
Also published as: IL119773A; IL119773A0; US5706326A; JPH09276260A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Computer-Tomogra phie-Abbildung und insbesondere auf die Bestimmung einer Brennpunkt-Position aus bei einer Computer-Tomographie-Ab tastung erfaßten Projektionsdaten.

Bei zumindest einem bekannten Computer-Tomographie-System-Aufbau projiziert eine Röntgenstrahlquelle einen fächer förmigen Strahl, der kollimiert ist, innerhalb einer X-Y-Ebene eines karthesischen Koordinatensystems zu liegen und im allgemeinen als die "Abbildungsebene" bezeichnet wird.

Eine besondere Röntgenstrahl-Dämpfungseinrichtung, die manchmal als eine Schleifen- bzw. Bowtie-Filtereinrichtung bezeichnet wird, wird häufig nahe der Röntgenstrahlröhre installiert, um Röntgenstrahlen mit niedriger Energie zu entfernen, die anderenfalls zusätzliche radiologische Do sis ohne irgendeinen Beitrag zum diagnostischen Bild bei tragen würden. Der Röntgenstrahl passiert dann das abzu bildende Objekt, wie beispielsweise einen Patienten. Nach der Dämpfung durch das Objekt fällt der Strahl auf ein Feld von Strahlungserfassungseinrichtungen. Die Intensität der am Erfassungseinrichtungsfeld empfangenen gedämpften Strahlung des Strahls hängt von der Dämpfung des Röntgen strahls durch das Objekt ab. Jedes Erfassungseinrichtung selement des Felds erzeugt ein separates elektrisches Sig nal, das ein Maß für die Strahldämpfung am Erfassungsein richtungsort ist. Die Dämpfungsmaße von allen Erfassungseinrichtungen werden separat erfaßt, um ein Durchlaßprofil zu erzeugen.

Bei bekannten Computer-Tomographie-Systemen der dritten Generation sind die Röntgenstrahlquelle und das Erfas sungseinrichtungsfeld auf einem drehbaren Faßlager bzw. Gantry bzw. Drehrahmen angeordnet. So wie sich der Drehrahmen dreht, definieren die Orte der Röntgenstrahl quelle und des Erfassungseinrichtungsfelds die Abbil dungsebene. Der Drehrahmen dreht sich rund um das abzubil dende Objekt, so daß sich der Winkel, in dem der Röntgen strahl das Objekt schneidet, kontinuierlich verändert.

Eine Gruppe von Röntgenstrahl-Dämpfungsmaßen, d. h. Projek tionsdaten, von dem Erfassungseinrichtungsfeld bei einem Drehrahmenwinkel wird als eine "Ansicht" bezeichnet. Eine "Abtastung" des Objekts umfaßt einen Satz von Ansichten bei verschiedenen Drehrahmenwinkeln während einer Umdre hung der Röntgenstrahlquelle und der Erfassungseinrich tung. Bei einer axialen Abtastung werden die Projektions daten verarbeitet, um ein Bild zu konstruieren, das einem zweidimensionalen Schnitt durch das Objekt entspricht. Ein Verfahren zur Rekonstruktion eines Bilds aus einem Satz von Projektionsdaten wird im Stand der Technik als die gefilterte Rückprojektionstechnik bezeichnet. Dieses Ver fahren wandelt Dämpfungsmaße von einer Abtastung in als "CT-Zahlen" oder "Hounsfield-Einheiten" bezeichnete Inte ger um, die zur Steuerung der Helligkeit eines ent sprechenden Pixels bzw. Bildelements auf der Kathoden strahlröhren-Anzeigeeinrichtung verwendet werden.

Die Röntgenstrahlquelle enthält typischerweise eine evaku ierte Glass-Röntgenstrahl-Hülle mit einer Anode und einer Kathode. Röntgenstrahlen werden durch Anlegen einer Hoch spannung über die Anode und Kathode und eine Beschleuni gung von Elektronen von der Kathode zu einem Brennpunkt auf der Anode erzeugt. Die durch die Röntgenstrahlröhre erzeugten Röntgenstrahlen divergieren vom Brennpunkt in einem im allgemeinen konischen Muster.

Zur Erzeugung eines Qualitätsbilds aus einer axialen Abta stung in Computer-Tomographie-Abtasteinrichtungen, wie beispielsweise einer Computer-Tomographie-Abtastein richtung der dritten Generation, ist es wünschenswert, daß der Brennpunkt auf der x-Achse richtig ausgerichtet ist. Von einer Fehlausrichtung des Brennpunkts um mehr als 0,02 mm ist bekannt, daß sie bei bekannten Computer-Tomogra phie-Abtasteinrichtungen einen nachweisbaren Auflösungs verlust und eine Bildverschlechterung verursacht. Demgemäß ist es wünschenswert, die Brennpunktposition auf der x-Achse für optimale Bildqualität richtig beizubehalten.

Röhrenausrichtungen, entweder in der Fabrik oder während einer Feldröhrenveränderung erfordern typischerweise eine Anzahl von besonderen Abtastungen, bezeichnet als Stift- bzw. Anschluß- bzw. Pinabtastungen, und eine mechanische Anpassung der Röntgenstrahlröhrenposition auf dem Drehrah men. Dies ist ein zeitaufwendiges Verfahren und es ist im allgemeinen unbequem und unpraktisch, den Röhrenort mecha nisch anzupassen, um während der Lebens der Röhre eine optimale Brennpunktposition beizubehalten.

Eine Brennpunktausrichtung ist insbesondere in Systemen schwierig, die Mehrfach-Brennpunkt-Röhren verwenden. Im allgemeinen ist es schwierig, Mehrfach-Brennpunkte an ge nau derselben Position beizubehalten (d. h. um den Brenn punkt-Zusammenfall beizubehalten), und es ist oft notwen dig, eine Brennpunktposition auf Kosten der anderen mecha nisch zu optimieren.

Thermische Drift des Brennpunkts verschlechtert auch die Bildqualität. Insbesondere, so wie sich zahlreiche Elemen te der Röntgenstrahlröhre während der Verwendung erhitzen, verursacht eine thermische Ausdehnung kleine mechanische Verschiebungen von kritischen Röntgenstrahlstrukturen und eine entsprechende Verschiebung bei der Brennpunkt-Positi on. Zahlreiche Kalibrierschritte und Korrekturen, wie bei spielsweise Korrekturvektoren zur Kalibrierung von Projek tionsdaten, werden zur Minimierung der Wirkungen von ther mischer Verschiebung verwendet, aber die damit verbundenen Korrekturen werden bei einem Versuch angewendet, um eine Bildqualität nach dem Auftreten einer Verschlechterung wiederherzustellen.

Zur Vermeidung dieser Ausrichtungsprobleme und zur Korrek tur einer Brennpunkt-Bewegung ist es bekannt, eine magne tische Ablenkung zur Positionierung von Brennpunkten zu verwenden. ES ist auch bekannt, elektrostatische Ablenkung zu demselben Zweck zu verwenden. Jedoch erfordern beide Techniken Positionsinformationen von einer Stift- bzw. Anschluß- bzw. Pinabtastung oder eine ähnliche Messung zur Bestimmung des Ausmaßes der gewünschten Bewegung, um den Brennpunkt in eine optimale Ausrichtung zu bringen. Das Erfassen dieser Informationen ist während einer Röhrenver änderung nicht unerwünscht, außer für die benötigte Zeit, oder am Beginn des Arbeitstages, aber es ist eindeutig unerwünscht, eine Abtastfolge zu unterbrechen, um eine Stift- bzw. Anschluß- bzw. Pinabtastung zur Kompensation von thermischer Verschiebung des Brennpunkts durchzuführen.

Es wäre wünschenswert, die Brennpunkt-Position ohne Durch führung irgendwelcher Stift- bzw. Anschluß- bzw. Pinabta stungen zu bestimmen und beizubehalten. Es wäre auch wün schenswert, die Brennpunkt-Positionsausrichtung in einem System zu verbessern, das Mehrfach-Brennpunkt-Röhren verwendet.

Diese und andere Aufgaben können in einem System erreicht werden, das in einem Ausführungsbeispiel eine Brennpunkt-X-Achsen-Position aus herkömmlichen Abtastdaten bestimmt. Insbesondere wird gemäß einem Ausführungsbeispiel die Brennpunkt-X-Achsen-Position aus der Kenntnis der Schlei fen- bzw. Bowtie-Filter-Röntgenstrahl-Dämpfung entlang symmetrisch angeordneter Strahlpfade bestimmt und die Pfadlängen von jedem Strahlpfad werden bestimmt und ver glichen. Jeder Strahlpfad steht in direkter Beziehung zur Summe der während einer Abtastung von jeder Erfassungsein richtung empfangenen Signalintensitäten. So wie sich der Brennpunkt in der x-Achsen-Richtung bewegt, verändert je der Strahlpfad die Länge. Ein differentieller bzw. Diffe renz-Strahlpfad, der eine Verschiebung des Brennpunkts anzeigt, kann gemäß der folgenden Gleichung bestimmt werden:

wobei

ist.

Dieser differentielle bzw. Differenz-Strahlpfad wird dann mit einer anfänglichen differentiellen bzw. Differenz-Strahlpfadlänge verglichen, um zu bestimmen, ob sich der Brennpunkt verschoben hat.

Durch Identifizierung der Strahlposition, wie vorstehend beschrieben, kann eine Brennpunkt-Ausrichtung und eine Brennpunkt-Bewegung einfach erfaßt werden. Ein derartiges System erlaubt auch eine Bestimmung der Brennpunkt-Positi on ohne Durchführung irgendwelcher Stift- bzw. Anschluß- bzw. Pinabtastungen.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Er findung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines beispielhaften Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung offensichtlich.

Es zeigen:

Fig. 1 eine zeichnerische Ansicht eines Computer-Tomogra phie-Abbildungs-Systems,

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild des in Fig. 1 veranschaulichten Systems, und

Fig. 3 eine geometrische, schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Computer-Tomographie-Abbil dungs-System 10 gezeigt, das ein Faßlager bzw. Gantry bzw. einen Drehrahmen 12, das bzw. der für eine Computer-Tomo graphie-Abtasteinrichtung der "dritten Generation" steht, enthält. Der Drehrahmen 12 besitzt eine Röntgenstrahlquel le 14, die einen Fächerstrahl von Röntgenstrahlen 16 auf ein Erfassungseinrichtungsfeld 18 auf der gegenüberliegen den Seite des Drehrahmens 12 projiziert. Das Erfassungs einrichtungsfeld 18 wird von Erfassungseinrichtungselemen ten 20 oder Kanälen gebildet, die zusammen die projizier ten Röntgenstrahlen erfassen, die einen medizinischen Pa tienten 22 passieren. Jedes Erfassungseinrichtungselement 20 erzeugt ein elektrisches Signal, das die Intensität eines auftreffenden Röntgenstrahls darstellt und daher die Dämpfung des Strahls, so wie er den Patienten 22 passiert. Während einer Abtastung zur Erfassung von Röntgenstrahl-Projektionsdaten drehen sich der Drehrahmen 12 und die daran befestigten Komponenten um einen Drehmittelpunkt 24.

Die Drehung des Drehrahmens 12 und der Betrieb der Rönt genstrahlquelle 14 werden von einer Steuereinrichtung 26 des Computer-Tomographie-Systems 10 gesteuert. Die Steuer einrichtung 26 enthält eine Röntgenstrahl-Steuereinrich tung 28, die Leistungs- und Zeitpunkt-Signale für die Röntgenstrahlquelle 14 erzeugt, und eine Drehrahmenmotor- Steuereinrichtung 30, die die Drehgeschwindigkeit und Po sition des Drehrahmens 12 steuert. Ein Datenerfassungssys tem (DAS) 32 in der Steuereinrichtung 26 tastet analoge Daten von den Erfassungseinrichtungselementen 20 ab und wandelt die Daten für die nachfolgende Verarbeitung in digitale Signale um. Eine Bildrekonstruktionseinrichtung 34 empfängt abgetastete und digitalisierte Röntgen strahldaten von der Datenerfassungseinrichtung 32 und führt eine Hochgeschwindigkeits-Bildrekonstruktion durch. Das rekonstruierte Bild wird als ein Eingangssignal an einen Computer 36 angelegt, der das Bild in einer Massen speichereinrichtung 38 speichert.

Der Computer 36 empfängt auch Befehle und Abtastparameter von einem Bediener über eine Konsole 40 mit einer Tasta tur. Eine zugehörige Kathodenstrahlröhren-Anzeige einrichtung 42 ermöglicht dem Bediener eine Beobachtung des rekonstruierten Bilds und anderer Daten vom Computer 36. Die vom Bediener zugeführten Befehle und Parameter werden vom Computer 36 verwendet, um Steuersignale und Informationen für die Datenerfassungseinrichtung 32, die Röntgenstrahl-Steuereinrichtung 28 und die Drehrahmenmo tor-Steuereinrichtung 30 zu erzeugen. Zusätzlich betätigt der Computer 36 eine Tischmotor-Steuereinrichtung 44, die einen motorisierten Tisch 46 zur Positionierung des Pati enten 22 in dem Drehrahmen 12 steuert. Insbesondere bewegt der Tisch 46 Teile des Patienten 22 durch eine Drehrahmen öffnung 48.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und gemäß Fig. 3 besitzt eine Röntgenstrahlquelle 14 eine Brennpunkt 50, von dem der Röntgenstrahl 16 ausgeht. Der Röntgenstrahl 16 wird dann von einer Schleifen- bzw. Bowtie-Filtereinrichtung 54 gefiltert und auf ein Erfas sungseinrichtungsfeld 18 entlang einer innerhalb des Strahls 16 zentrierten Fächerstrahlachse 58 projiziert. Nach dem Auftreffen auf die Schleifen- bzw. Bowtie-Fil tereinrichtung 54 werden zwei Strahlpfade 60, 62 symme trisch rund um die Mittellinien-Fächerstrahlachse 58 ange ordnet. Die zwei symmetrischen Strahlpfade 60, 62 enden an den Erfassungseinrichtungskanälen A und B. Wenn sich der Brennpunkt 50 verschiebt, ändern die Strahlpfade 60, 62 ihre Länge. Wenn sich beispielsweise der Brennpunkt 50 in der x-Richtung zur Erfassungseinrichtung B bewegt, wird der Strahlpfad 62 kürzer und der Strahlpfad 60 wird län ger. Eine Verschiebung des Brennpunkts 50 kann somit durch Identifizierung irgendeiner Änderung in den Längen der Strahlpfade 60, 62 erfaßt werden.

Die Länge jedes Strahlpfads 60, 62 steht in Beziehung zu den an den Erfassungseinrichtungskanälen A und B empfange nen Signalintensitäten. Die an den Erfassungseinrichtungs kanälen A und B gemessene Strahlung wird durch die Dämp fung in der Schleifen- bzw. Bowtie-Filtereinrichtung und in dem abgetasteten Objekt bestimmt. Für ein anfängliches Röntgenstrahlsignal mit der Intensität I₀ werden die gemessenen Intensitäten I_A und I_B an den Kanälen A bzw. B durch die folgenden Gleichungen bestimmt:

wobei
ρ_A = Strahlpfadlänge vom Brennpunkt 50 zum Erfassungseinrichtungskanal A,
ρ_B = Strahlpfadlänge vom Brennpunkt 50 zum Erfassungseinrichtungskanal B,
µ_OBJ = Dämpfung des abzutastenden Objekts,
µ_BT = Dämpfungskoeffizient der Schleifen- bzw. Bowtie-Filtereinrichtung,
= Dämpfung durch die Schleifen- bzw. Bowtie-Filtereinrichtung des mit der Erfassungseinrichtung A verbundenen Strahlpfads,
= Dämpfung durch die Schleifen- bzw. Bowtie-Filtereinrichtung des mit der Erfassungseinrichtung B verbundenen Strahlpfads,
= Dämpfung durch das Objekt entlang dem mit der Erfassungseinrichtung A verbundenen Strahlpfad,
= Dämpfung durch das Objekt entlang dem mit der Erfassungseinrichtung B verbundenen Strahlpfad
ist.

Für eine gegebene Brennpunkt-Position sind die Strahlpfad längen ρ_A und ρ_B konstant, was zu einem konstanten Dämp fungsverlust in der Schleifen- bzw. Bowtie-Filtereinrich tung 54 für jeden Erfassungseinrichtungskanal A und B führt. Bei einer idealen Geometrie werden diese Längen nicht nur konstant sein, sondern sie werden aufgrund der Symmetrie auch gleich sein. Jedoch sind die Längen ρ_A und ρ_B im allgemeinen nicht gleich.

Typischerweise ist die Dämpfung des abgetasteten Objekts µ_OBJ eine Funktion des Ansichtswinkels. Abstände ρ_OBJ,A und ρ_OJB,B sind Strahlpfadlängen durch das abgetastete Objekt entsprechend den Erfassungseinrichtungen A bzw. B.

Bei einer vollständigen Abtastung von 360° Umdrehung bei einer herkömmlichen axialen Abtastung kann die Summe aller Messungen an den Erfassungseinrichtungen A und B gemäß den folgenden Gleichungen bestimmt werden:

Die Terme und sind Konstanten und können außerhalb der Addition bewegt werden. Die addierten Signale an den Erfassungseinrichtungskanälen A und B sind während einer vollständigen Abtastumdrehung, d. h. 360°, im wesent lichen identisch, da die Strahlpfade zu den Erfassungsein richtungselementen A und B symmetrisch verschoben sind und beide Kanäle genau dasselbe Material im abgetasteten Ob jekt erblicken. Die Kanäle A und B sind nur in der Phase verschoben. Dies ist bei der Parallel-Strahl-Geometrie besonders offensichtlich. Beispielsweise gilt für jede Erfassungseinrichtung A und B:

Das Verhältnis der durch (3a) und (3b) gegebenen zwei ad dierten Intensitätssignale ergibt, daß

Daher ergibt sich als Ergebnis von Gleichung (5):

und

Da die Summen

ungefähr gleich sind, kann eine gemeinsame Annäherung an den natürlichen Logarithmus ln(1+x) verwendet werden, um Gleichung (7) umzuschreiben als:

Da ln(1+x) für kleine x ungefähr gleich x ist, können die Gleichungen (7) und (8) kombiniert werden als die folgende Gleichung:

Als eine Folge können die Gleichungen (7) und (9) kombi niert werden, um folgendes zu ergeben:

Die differentielle bzw. Differenz-Pfadlänge durch die Schleifen- bzw. Bowtie-Filtereinrichtung 54 ist somit eine bekannte Funktion des Dämpfungskoeffizienten des Schlei fen- bzw. Bowtie-Filtereinrichtungs-Materials (eine Mate rialkonstante) und des Verhältnisses der addierten Inten sitäten an den Erfassungseinrichtungszellen A und B, wie über eine vollständige 360° axiale Abtastung gemessen.

Die anfängliche differentielle bzw. Differenz-Pfadlänge ρ_A-ρ_B für das System 10 wird für einen richtig ausgerichte ten Brennpunkt konstant sein, d. h. ein perfekt ausgerich teter Brennpunkt wird immer denselben Wert ρ_A-ρ_B ergeben. So wie sich der Brennpunkt bewegt, wie es beispielsweise aufgrund von thermischen Effekten geschehen könnte, nimmt eine Pfadlänge durch die Schleifen- bzw. Bowtie-Filterein richtung zu, während die andere Pfadlänge abnimmt. Diese Veränderung wird in der durch Gleichung (10) gegebenen differentiellen bzw. Differenz-Pfadlänge wiedergegeben. Daher ist die Kenntnis dieser differentiellen bzw. Diffe renz-Pfadlänge ausreichend, um eine Veränderung in der Brennpunkt-Position zu identifizieren. Nach der Erfassung einer Veränderung der Brennpunkt-Position kann der Brenn punkt beispielsweise entweder durch magnetische oder elek trostatische Brennpunkt-Ablenkung neu positioniert werden.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Röntgenstrahl 16 vier Strahlpfade durch die Schleifen- bzw. Bowtie-Filtereinrichtung 54 verwenden.

Diese vier Strahlpfade treffen auf vier Erfassungseinrich tungskanäle A₁, A₂, B₁, B₂. Die Kanäle A₁ und A₂ sind auf einer Seite der Fächerstrahlachse 58 angeordnet und die Kanäle B₁ und B₂ sind auf der anderen Seite der Fächer strahlachse 58 angeordnet. Zusammengesetzte Signalinten sitäten I_A und I_B werden gemäß den vier Kanälen, d. h. I_A = I_A1+I_A2 und I_B = I_B1+I_B2, erzeugt.

In noch einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Rönt genstrahl 16 Strahlpfade durch die Schleifen- bzw. Bowtie-Filtereinrichtung verwenden, um auf sechs oder mehr Erfas sungseinrichtungskanäle A₁, A₂, . . ., A_n, B₁, B₂, . . ., B_n zu treffen, wobei n eine Hälfte der Gesamtanzahl der Kanäle ist. Jeder Erfassungseinrichtungskanal A_n ist im Hinblick auf die Strahlachse 58 gegenüberliegend zu dem entspre chenden Kanal B_n. Zusammengesetzte Signalintensitäten I_A und I_B werden gebildet gemäß I_A = I_A1 + I_A2 + . . . + I_An und I_B = I_B1 + I_B2 + . . . + I_Bn. Mehr als zwei Kanäle werden als für besser zur Kompensation irgendeiner durch eine Patienten bewegung während der Abtastung verursachten Dämpfung gehalten.

Die zahlreichen Ausführungsbeispiele können in Verbindung mit entweder eine Standard-Axialabtastung oder einer Wen delabtastung verwendet werden. Insbesondere kann das vor liegende Rechenverfahren bei einer Wendelabtastung verwen det werden, bei der Phasenunterschied zwischen I_A und I_B und eine Kenntnis einer Tischtranslation bekannt sind.

Obwohl die Filtereinrichtung 54 hier als eine Filterein richtung vom Schleifen- bzw. Bowtie-Typ beschrieben wurde, könnte die Filtereinrichtung 54 zusätzlich viele verschie dene Aufbauten besitzen. Die Filtereinrichtung 54 ist je doch erforderlich, um eine sich monoton veränderende dif ferentielle bzw. Differenz-Pfadlänge auszubilden, so wie sich der Brennpunkt in der x-Achsen-Richtung bewegt.

Aus der vorstehenden Beschreibung von zahlreichen Ausfüh rungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist ersicht lich, daß die Aufgaben der Erfindung erreicht werden. Ob wohl die Erfindung genau beschrieben und veranschaulicht wurde, ist deutlich zu verstehen, daß dasselbe zur Veran schaulichung und nur als Beispiel und nicht zur Beschrän kung geschah. Beispielsweise ist das hier beschriebene Computer-Tomographie-System ein System der "dritten Gene ration", in dem sich sowohl die Röntgenstrahlquelle als auch die Erfassungseinrichtung mit dem Drehrahmen drehen. Viele andere Computer-Tomographie-Systeme einschließlich Systemen der "vierten Generation", in denen die Erfas sungseinrichtung eine stationäre Vollring-Erfassungsein richtung ist und sich nur die Röntgenstrahlröhre mit dem Drehrahmen dreht, können verwendet werden, wenn die ein zelnen Erfassungseinrichtungselemente korrigiert werden, um im wesentlichen einheitliche Antworten auf einen gege benen Röntgenstrahl auszubilden. Darüberhinaus führt das hier beschriebene System eine axiale Abtastung durch, je doch kann die Erfindung mit einer Wendelabtastung verwendet werden, obwohl mehr als 360° von Daten erforder lich sind. Ähnlich verwendet das hier beschriebene Ausfüh rungsbeispiel zwei Erfassungseinrichtungskanäle, jedoch können mehr als zwei Erfassungseinrichtungskanäle verwen det werden. Demgemäß ist der Schutzumfang der Erfindung nur durch den Wortlaut der Ansprüche beschränkt.

Die vorliegende Erfindung ist in einer Form eine Vorrich tung zur Bestimmung einer Röntgenstrahl-Position in einem Computer-Tomographie-System unter Verwendung herkömmlicher Abtastdaten. Das Computer-Tomographie-System enthält in einem Ausführungsbeispiel eine Schleifen- bzw. Bowtie-Fil tereinrichtung, die einen Röntgenstrahl entlang zwei sym metrisch angeordneten Strahlpfaden dämpft. Die symmetri schen Strahlpfade treffen auf jeweilige Erfassungseinrich tungskanäle bei identifizierbaren Pfadlängen. Die Strahl pfadlängen werden verglichen, um zu bestimmen, ob sich der Brennpunkt verschoben hat.

Claims

1. Röntgenstrahl-Positions-Erfassungssystem zur Bestimmung einer Röntgenstrahl-Position in einem Computer-Tomogra phie-System (10) zur Abtastung eines Objekts, wobei das Computer-Tomographie-System (19) eine Röntgenstrahlquelle (14) mit einem Brennpunkt (50), eine Filtereinrichtung (54) zur Ausbildung einer sich monoton verändernden diffe rentiellen Pfadlänge, so wie sich der Brennpunkt (50) auf der x-Achse bewegt, und zumindest zwei Erfassungseinrich tungskanäle (18) enthält, wobei die Röntgenstrahlquelle (14) einen Röntgenstrahl (16) erzeugt, die Filtereinrich tung (54) den Strahl (16) entlang zumindest zwei symme trisch angeordneten Strahlpfaden (60, 62) dämpft und die Röntgenstrahlen (16) auf die Erfassungseinrichtungskanäle (18) treffen, wobei das Röntgenstrahl-Positions-Erfas sungssystem
eine Einrichtung zur Identifizierung von Signalintensitä ten an den Erfassungseinrichtungskanälen (18),
eine Einrichtung zur Addition der identifizierten Signal intensitäten für jeden Erfassungseinrichtungskanal (18) über eine gesamte Abtastung, und
eine Einrichtung zur Bestimmung einer Veränderung der Röntgenstrahl-Position unter Verwendung der Summen aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Bestimmung einer Veränderung der Rönt genstrahl-Position weiterhin eine Einrichtung zur Identi fizierung einer gegenwärtigen differentiellen Pfadlänge ρ_A-ρ_B aufweist, gemäß wobei ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung zur Bestimmung einer Veränderung in der Röntgenstrahl-Position weiterhin eine Einrichtung zur Identifizierung einer anfänglichen differentiellen Pfad länge und zum Vergleichen der gegenwärtigen differentiel len Pfadlänge mit der anfänglichen differentiellen Pfad länge aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Computer-Tomographie-System (10) eine Einrichtung zur Durchführung einer axialen Abtastung aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Computer-Tomographie-System (10) eine Einrichtung zur Durchführung einer Wendelabtastung aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Computer-Tomographie-System (10) zwei Erfassungsein richtungskanäle (18) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Computer-Tomo graphie-System (10) zumindest vier benachbarte Erfassungs einrichtungskanäle (18) aufweist und zumindest ein Rönt genstrahl-Strahlpfad auf jeden Erfassungseinrichtungskanal (18) trifft und
die Einrichtung zur Bestimmung der Röntgenstrahl-Position eine Einrichtung zur Identifizierung einer gegenwärtigen differentiellen Pfadlänge ρ_A-ρ_B aufweist, gemäß wobei ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Einrichtung zur Bestimmung einer Veränderung in der Röntgenstrahl-Position weiterhin eine Einrichtung zur Identifizierung einer anfänglichen differentiellen Pfad länge und zum Vergleichen der gegenwärtigen Pfadlänge mit der anfänglichen differentiellen Pfadlänge aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Computer-Tomographie-System (10) eine Einrichtung zur Durchführung einer axialen Abtastung aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Computer-Tomographie-System (10) eine Einrichtung zur Durchführung einer Wendelabtastung aufweist.

11. Verfahren zur Röntgenstrahl-Positions-Erfassung zum Bestimmen einer Röntgenstrahl-Position in einem Computer- Tomographie-System (10) zur Abtastung einer Objekts, wobei das Computer-Tomographie-System (10) eine Röntgenstrahl quelle (14) mit einem Brennpunkt (50), eine Filterein richtung (54) zur Ausbildung einer sich monoton verän dernden differentiellen Pfadlänge, so wie sich der Brenn punkt (50) auf der x-Achse bewegt, und zumindest zwei Er fassungseinrichtungskanäle (18) aufweist, wobei die Rönt genstrahlquelle (14) einen Röntgenstrahl (16) erzeugt, die Filtereinrichtung (54) den Strahl (16) entlang zumindest zwei symmetrisch angeordneten Strahlpfaden (60, 62) dämpft, die Röntgenstrahlen (16) auf die Erfassungsein richtungskanäle (18) treffen, wobei das Verfahren die fol genden Schritte aufweist:
Identifizieren von Signalintensitäten an den Erfassungs einrichtungskanälen (18),
Addieren der identifizierten Signalintensitäten für jeden Erfassungseinrichtungskanal (18) über eine gesamte Abta stung, und
Bestimmen einer Veränderung der Röntgenstrahl-Position unter Verwendung der Summen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Bestimmens einer Veränderung der Röntgen strahl-Position weiterhin einen Schritt zum Identifizieren einer gegenwärtigen differentiellen Pfadlänge ρ_A-ρ_B auf weist, gemäß wobei ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der. Schritt des Bestimmens einer Veränderung in der Rönt genstrahl-Position weiterhin einen Schritt zum Identifi zieren einer anfänglichen differentiellen Pfadlänge und zum Vergleichen der gegenwärtigen differentiellen Pfadlän ge mit der anfänglichen differentiellen Pfadlänge aufweist.

14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Computer-Tomographie-System (10) eine axialen Abta stung durchführt.

15. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Computer-Tomographie-System (10) eine Wendelabtastung durchführt.

16. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Computer-Tomographie-System (10) zwei Erfassungsein richtungskanäle (18) aufweist.

17. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Computer-Tomo graphie-System (10) zumindest vier benachbarte Erfassungs einrichtungskanäle (18) aufweist und zumindest ein Rönt genstrahl-Strahlpfad auf jeden Erfassungseinrichtungskanal (18) trifft und
der Schritt des Bestimmens der Röntgenstrahl-Position ei nen Schritt des Identifizierens einer gegenwärtigen diffe rentiellen Pfadlänge ρ_A-ρ_B aufweist, gemäß: wobei ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt des Bestimmens einer Veränderung in der Rönt genstrahl-Position weiterhin einen Schritt des Identifi zierens einer anfänglichen differentiellen Pfadlänge und des Vergleichens der gegenwärtigen Pfadlänge mit der an fänglichen differentiellen Pfadlänge aufweist.

19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Computer-Tomographie-System (10) eine axiale Abta stung durchführt.

20. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Computer-Tomographie-System (10) eine Wendelabtastung durchführt.