DE19949793B4

DE19949793B4 - Messeinheit eines Röntgendiagnostikgerätes, insbesondere eines Computertomographen

Info

Publication number: DE19949793B4
Application number: DE19949793.1A
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Doubrava Clemens; Clemens Eckerlein; Gerhard Kohl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2016-03-31
Anticipated expiration: 2019-10-16
Also published as: DE19949793A1

Abstract

Erfindungsgemäß weist eine solche Meßeinheit (2) wenigstens einen Meßkanal (9) auf, dem ein Strahlendetektor (10) zum Erzeugen eines elektrischen Signales aufgrund auftreffender Strahlung zugeordnet ist. Erfindungsgemäß ist dem Meßkanal (9) ein Temperatursensor (15) zugeordnet. Von Vorteil ist die direkte Temperaturerfassung am Strahlendetektor (10), wodurch eine temperaturabhängige Charakterisierung, insbesondere eines aus Strahlendetektoren (10) gebildeten Modules (8), möglich ist.

Description

Aus der DE 40 35 696 A1 ist eine Meßsystemeinheit für einen Computertomographen mit einer Detektoranordnung bekannt, die einzelne Meßkanäle aufweist. Die Meßkanäle wandeln auftreffende Strahlung in elektrische Signale, die einer nachgeschalteten Auswerteelektronik zuführbar und verarbeitbar sind, so daß über eine Recheneinheit beispielsweise ein Strahlenschattenbild eines Untersuchungsobjektes an einer Anzeigeeinrichtung darstellbar ist. Jeder Meßkanal kann zum Wandeln von Strahlung in elektrische Signale einen Gasdetektor oder einen Halbleiterdetektor, insbesondere einen Szintillator, in Verbindung mit einer Photodiode aufweisen, wobei mehrere Meßkanäle ein Modul der Meßsystemeinheit bilden.
Es hat sich gezeigt, daß in Abhängigkeit von der Temperatur der Meßsystemeinheit, die in einer Gantry des Computertomographen mit der Strahlenquelle um ein gemeinsames Zentrum rotiert, sich auch die Signale der Meßkanäle ändern. Dies kann sich nachteilig auf die Bilderstellung an der Anzeigeeinrichtung aus den Signalen der Meßkanäle auswirken.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Meßeinheit für ein Röntgendiagnostikgerät, insbesondere einen Computertomographen, so auszuführen, daß insbesondere solche Temperaturerscheinungen weniger in Erscheinung treten.
Aus der im Prüfungsverfahren ermittelten Offenlegungsschrift DE 41 23 871 A1 ist ein ortsauflösender Strahlungsdetektor mit einer Vielzahl von Detektorelementen bekannt. Dieser Strahlungsdetektor weist allerdings keinen Temperatursensor auf und es wird auch nicht auf die Problematik einer Temperaturdrift hingewiesen.
Weiterhin offenbart die Offenlegungsschrift DE 197 40 212 A1 einen Strahlungsdetektor mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Detektorelementen, wobei in der Detektormatrix ein einziger Temperatursensor zur Bestimmung einer Temperaturdrift angebracht ist.
Schließlich zeigt die europäische Patentanmeldung EP 0 039 916 A1 einen modular aufgebauten einzeiligen Strahlendetektor für ein Computertomographiesystem mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Detektorelementen. Ein Temperatursensor ist in diesem Strahlendetektor nicht vorgesehen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteil der Erfindung ist, daß dem Meßkanal ein Temperatursensor zugeordnet ist. Es kann somit das temperaturabhängige Signal des Meßkanals detektiert und geeignete Korrekturmaßnahmen eingeleitet werden, so daß ein Bild an der Anzeigeeinrichtung erstellt werden kann, das von den Temperatureinflüssen der Meßkanäle unbeeinflußt bleibt.
Es ist vorteilhaft, wenn mehreren, insbesondere 16 Meßkanälen ein Temperatursensor zugeordnet ist, da somit vorteilhaft ein Modul gebildet werden kann, das hinsichtlich seiner temperaturbedingten Einflüsse charakterisierbar ist. Es können somit Module ähnlicher oder gleicher Eigenschaft zu einem Strahlendetektor, insbesondere einer Meßsystemeinheit eines Computertomographen, zusammengefaßt werden.
Es ist vorteilhaft, wenn jedem Meßkanal eine Signalverarbeitungseinrichtung zugeordnet ist, der das Signal des Temperatursensors zugeführt wird, und wenn die Signalverarbeitungseinrichtung das temperaturabhängige Signal des Strahlendetektors aufgrund des Signales des Temperatursensors korrigiert, da somit von der Temperatur unbeeinflußte Signale erhalten werden, die in einem nachgeschalteten Rechner zu Bildsignalen verarbeitbar sind. Aufgrund von Temperatureinflüssen schwankende Signale des Strahlendetektors stören somit nicht mehr die Bilderstellung an der Anzeigeeinrichtung.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigen:
1 einen Computertomographen in prinzipieller Darstellung,
2 ein Modul der Meßeinheit des Computertomographen nach der 1, und
3 bis 6 Ausführungsbeispiele einer Meßeinheit nach der Erfindung.
In der 1 ist in prinzipieller Weise ein Computertomograph dargestellt, der einen Strahlensender 1 und eine diesem gegenüberliegend angeordnete Meßeinheit 2 aufweist, die um ein gemeinsames Zentrum 3 rotierbar gelagert sind. Es ist somit eine Strahlenabtastung eines Untersuchungsobjektes 4 möglich, welches auf einer Lagerungsvorrichtung 5 lagerbar ist. Bei der Strahlenabtastung des Untersuchungsobjektes 4 aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen können von der Meßeinheit 2 Signale abgeleitet werden, die über eine Signalverarbeitungseinrichtung 20, zu der auch ein Rechner 6 zu zählen ist, verarbeitet und an einer Anzeigeeinrichtung 7 als Strahlenschattenbild, beispielsweise als Schnittbild des Untersuchungsobjektes 4, darstellbar sind. Die Meßeinheit 2 kann hierbei einzelne, aneinander gereihte Module 8 (2) ausweisen, so daß sich eine ein- oder mehrzeilige Meßeinheit 2 ergibt. Jedes in der 2 beispielsweise dargestellte Modul 8 weist einen oder mehrere Meßkanäle 9 auf, denen jeweils ein Strahlendetektor 10 zugeordnet ist, der auftreffende Strahlung in elektrische Signale wandelt. Zur Abschirmung von Streustrahlung ist jedem Strahlendetektor 10 ein Kollimator 11 vorgeordnet. Der Strahlendetektor 10 kann einen Szintillator 12 aufweisen, der aufgrund auftreffender Strahlung Lichtphotonen erzeugt, die von einer nachgeordneten Photodiode 13 in elektrische Signale gewandelt werden. Zumindest der Szintillator 12 und die Photodiode 13 sind auf einem gemeinsamen Träger 14 angeordnet, auf dem auch die Zeitungsverbindungen von der oder den Photodioden 13 zur Signalableitung angeordnet sind. Diese Signale werden der im einzelnen nicht dargestellten Signalverarbeitungseinrichtung 20 zugeführt, wo sie verstärkt, ggf. analog/digital-gewandelt und verschaltet werden, um sie anschließend dem Rechner 6 zuzuführen.
Erfindungsgemäß ist wenigstens einem Meßkanal 9 der Meßeinheit 2 ein Temperatursensor 15 zugeordnet, dessen Signal ebenfalls der Signalverarbeitungseinrichtung 20 und/oder dem Rechner 6 zuführbar ist. Aus den 3 bis 6 geht hervor, daß der Temperatursensor 15 möglichst Strahlendetektor 10 nah angeordnet ist. Er kann beispielsweise gemäß der 3 auf der gleichen Oberfläche 16 des Trägers 14 angeordnet sein, auf der auch die Photodiode 13 und der Szintillator 12 angeordnet sind. Beim Ausführungsbeispiel gemäß der 4 ist dieser Temperatursensor 15 auf der der ersten Oberfläche 16 gegenüberliegenden zweiten Oberfläche 17 und gemäß der 5 an einer Stirnseite 18 im Bereich des Strahlendetektors 10 am Träger 14 angeordnet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der 6 hat der Temperatursensor 15 eine direkte Verbindung zum Strahlendetektor 10, wodurch die Temperaturerfassung besonders genau ist. In den 3 bis 6 ist auch noch ein Teil einer Steckverbindung 19 dargestellt, über die die Signale des oder der Strahlendetektoren 10 und des Temperatursensors 15 an die Signalverarbeitungseinrichtung 20 geleitet werden können.
Gemäß der Erfindung kann jedem Strahlendetektor 10 ein Temperatursensor 15 zugeordnet sein, wodurch die Temperaturerfassung jedes Strahlendetektors 10 möglich ist. Eine solche Ausgestaltung ist jedoch teuer aufgrund der vielen Temperatursensoren 15; zudem fallen viele Temperatursignale an, die verarbeitet werden müssen. Vorteilhafter ist es daher, mehreren Strahlendetektoren 10 einen Temperatursensor 15 zuzuordnen, beispielsweise kann einem Modul 8 mit mehreren Meßkanälen 9, beispielsweise 16 Meßkanälen, ein einziger Temperatursensor 15 zugeordnet werden. Es können somit die temperaturabhängigen Größen eines solchen Modules 8, insbesondere der Strahlendetektoren 10 des Modules 8 erfaßt werden, wodurch das Modul 8 charakterisierbar ist. Aufgrund der Charakterisierung der Module 8 können für eine Meßeinheit 2 solche Module 8 ausgewählt werden, die sich hinsichtlich der Temperatureigenschaften möglichst gleichen. Es ist somit nur ein geringer Aufwand zur Temperaturkompensation der Signale der Strahlendetektoren 10 erforderlich, um Bildsignale erstellen zu können, die möglichst wenig von Temperatureinflüssen nachteilig beeinflußt sind.
Da der Temperatursensor 15 im Bereich des Strahlendetektors 10 angeordnet ist und damit die temperaturabhängigen Meßgrößen des Modules 8 genau bestimmt werden können, sind die Signale des oder der Strahlendetektoren 10 unabhängig vom Einbauort. Zudem besteht die Möglichkeit, die Temperaturmessung des Modules 8 bzw. der Strahlendetektoren 10 online durchzuführen, wodurch eine genauere Korrektur im Daten-Meß-System (DMS) oder Bild-Rekonstruktions-System (IRS) möglich ist.
Es sind aber auch Röntgendiagnostikgeräte, insbesondere mit Halbleiterdetektoren, bekannt, die auftreffende Strahlung in elektrische Signale wandeln. Auch hierbei ändern sich die Signale der Detektorelemente des Halbleiterdetektors mit der Temperatur, was sich ebenfalls nachteilig auf die Bilderzeugung aus diesen Signalen auswirkt. Es liegt daher ebenfalls im Rahmen der Erfindung, einem solchen Halbleiterdetektor zumindest einen Temperatursensor zuzuordnen. Hierbei kann einem oder mehreren Detektorelementen ein Temperatursensor oder einer oder mehreren Detektorzeilen aus Detektorelementen ein Temperatursensor zugeordnet sein. Dieses eine oder die mehreren Detektorelemente entsprechen dem Meßkanal gemäß des erläuterten Ausführungsbeispiels bei einem Computertomographen.

Claims

Messeinheit (2) eines Röntgendiagnostikgerätes, insbesondere eines Computertomografen, mit mehreren Modulen (8), die jeweils wenigstens einen Messkanal (9) umfassen, wobei jeder Messkanal (9) einen Strahlendetektor (10) zum Erzeugen eines elektrischen Signals auf Grund auftreffender Strahlung aufweist, wobei jedem Modul (10) ein Temperatursensor (15) zugeordnet ist, und wobei die Module (8) im Hinblick auf eine Übereinstimmung von mittels des jeweiligen Temperatursensors (15) erfassten, das jeweilige Modul (8) charakterisierenden temperaturabhängigen Größen ausgewählt sind.
Messeinheit nach Anspruch 1, wobei der Temperatursensor (15) des Moduls (8) einem oder mehreren Messkanälen (9) oder einem oder mehreren Strahlendetektoren (10) zugeordnet ist.
Messeinheit nach Anspruch 2, wobei der Temperatursensor (15) sechzehn Messkanälen (9) zugeordnet ist.
Messeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit zumindest einer dem Messkanal (9) zugeordneten Signalverarbeitungseinrichtung (6, 20), wobei das Signal des Temperatursensors (15) der Signalverarbeitungseinrichtung (6, 20) zugeführt wird, und wobei die Signalverarbeitungseinrichtung (6, 20) das temperaturabhängige Signal des Strahlendetektors (10) auf Grund des Signals des Temperatursensors (15) korrigiert.
Messeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Strahlendetektor (10) einen Szintillator (12) und eine diesem zugeordnete Photodiode (13) aufweist.
Messeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Strahlendetektor (10) als Gasdetektor ausgeführt ist.
Messeinheit nach Anspruch 2, wobei der Temperatursensor (15) eine direkte Verbindung zum Strahlendetektor (10) aufweist.
Messeinheit nach Anspruch 2, wobei der Temperatursensor (15) auf einer ersten Oberfläche (16) eines Trägers (14) angeordnet ist, auf welcher der Strahlendetektor (10) angeordnet ist.
Messeinheit nach Anspruch 2, wobei der Temperatursensor (15) auf einer zweiten Oberfläche (17) angeordnet ist, welche einer ersten Oberfläche (16) eines Trägers (14), auf welcher der Strahlendetektor (10) angeordnet ist, gegenüberliegt.
Messeinheit nach Anspruch 2, wobei der Temperatursensor (15) an einer Stirnseite (18) eines Trägers (14), auf welchem der Strahlendetektor (10) angeordnet ist, im Bereich des Strahlendetektors (10) angeordnet ist.