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Die Erfindung betrifft eine Detektorvorrichtung und ein medizinisches Gerät, wobei ein Kühlluftleitelement einen von der Detektorvorrichtung umfassten Röntgendetektor vor Lichteinfall von außerhalb des Detektorinnenraums durch den Luftauslass bzw. den Lufteinlass schützt.
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In der Röntgenbildgebung, beispielsweise in der Computertomographie, der Angiographie oder der Radiographie, können zählende direkt-konvertierende Röntgendetektoren oder integrierende indirekt-konvertierende Röntgendetektoren verwendet werden.
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Die Röntgenstrahlung oder die Photonen können in direkt-konvertierenden Röntgendetektoren durch ein geeignetes Konvertermaterial in elektrische Pulse umgewandelt werden. Als Konvertermaterial können beispielsweise CdTe, CZT, CdZnTeSe, CdTeSe, CdMnTe, InP, TlBr2, HgI2, GaAs oder andere verwendet werden. Die elektrischen Pulse werden von einer Auswerteelektronik, beispielsweise einem integrierten Schaltkreis (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), bewertet. In zählenden Röntgendetektoren wird einfallende Röntgenstrahlung durch Zählen der elektrischen Pulse, welche durch die Absorption von Röntgenphotonen im Konvertermaterial ausgelöst werden, gemessen. Die Höhe des elektrischen Pulses ist in der Regel proportional zur Energie des absorbierten Röntgenphotons. Dadurch kann eine spektrale Information durch den Vergleich der Höhe des elektrischen Pulses mit einem Schwellwert extrahiert werden.
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Die Röntgenstrahlung oder die Photonen können in indirekt-konvertierenden Röntgendetektoren durch ein geeignetes Konvertermaterial in Licht und mittels Photodioden in elektrische Pulse umgewandelt werden. Als Konvertermaterial werden häufig Szintillatoren, beispielsweise GOS (Gd2O2S), CsJ, YGO oder LuTAG, eingesetzt. Szintillatoren werden insbesondere in der medizinischen Röntgenbildgebung im Energiebereich bis 1 MeV eingesetzt. Üblicherweise werden sogenannte indirekt-konvertierende Röntgendetektoren, sogenannte Szintillatordetektoren, verwendet, bei denen die Konvertierung der Röntgen- oder Gammastrahlen in elektrische Signale in zwei Stufen erfolgt. In einer ersten Stufe werden die Röntgen- oder Gammaquanten in einem Szintillatorelement absorbiert und in optisch sichtbares Licht umgewandelt, dieser Effekt wird Lumineszenz genannt. Das durch Lumineszenz angeregte Licht wird anschließend in einer zweiten Stufe durch eine mit dem Szintillatorelement optisch gekoppelten ersten Photodiode in ein elektrisches Signal umgewandelt, über eine Auswerte- oder Ausleseelektronik ausgelesen und anschließend an eine Recheneinheit weitergeleitet.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2012 213 410 B3 ist ein direktkonvertierender Röntgenstrahlungsdetektor zur Detektion von Röntgenstrahlung bekannt, welcher zumindest einen zur Detektion von Röntgenstrahlung verwendeten Halbleiter, und mindestens eine auf dem Halbleiter aufgebrachte Elektrode aufweist. Der Halbleiter und die mindestens eine Elektrode sind elektrisch leitend verbunden, wobei die mindestens eine Elektrode transparent und elektrisch leitend ausgebildet ist.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2015 216 527 B3 ist ein Röntgendetektor aufweisend ein Substrat mit einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Auslesekontakt im Bereich der Oberseite des Substrats und einem Eingang eines Vorverstärkers in einer aktiven Lage eines integrierten Schaltkreises bekannt. Eine Fläche eines ersten Lichtschutzes an der Oberseite des Substrats ist größer als eine Fläche eines von einem zweiten Lichtschutz seitlich begrenzten lichtdurchlässigen Bereichs im Substrat, sodass die Fläche des ersten Lichtschutzes die Fläche des lichtdurchlässigen Bereichs in einer ersten Projektion entlang der Flächennormale überdeckt. Eine dritte elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten elektrisch leitenden Verbindung und dem Vorverstärker ist unterhalb des zweiten Lichtschutzes bereitgestellt. Der Eingang des Vorverstärkers ist vor direktem Lichteinfall geschützt.
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Röntgendetektoren für Computertomographiesysteme können eine Elektronikeinheit aufweisend eine Leiterplatte und ein elektronisches Bauteil, beispielsweise AD-Wandler, Spannungsreferenz-Bausteine u. a., umfassen, deren Verlustleistung mittels Luftstromkühlung aus dem Detektor abgeführt werden kann. Hierbei muss der Kühlluftstrom beispielsweise mittels Luftleitblechen innerhalb der Detektorvorrichtung an den Leiterplatten und Bauteilen gerichtet vorbeigeführt werden, um die entsprechende Kühlleistung zu gewährleisten. Darüber hinaus können die im Detektorinneren befindlichen Röntgendetektoren, insbesondere das Konverterelement oder/und die Auswerteeinheit, in der Regel empfindlich gegen einfallendes Fremdlicht sein und sollten daher gegen Fremdlicht geschützt werden, um fremdlichtinduzierte Bildartefakte zu vermeiden. Der Erfinder hat erkannt, dass der Einfall von Fremdlicht insbesondere in den Bereichen des Lufteinlasses bzw. des Luftauslasses für die Kühlluft kritisch ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Detektorvorrichtung und ein medizinisches Gerät anzugeben, welche einen Schutz des Röntgendetektors vor Lichteinfall von außerhalb des Detektorinnenraums und eine Lenkung eines Kühlluftstroms zur Kühlung einer Elektronikeinheit ermöglichen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Detektorvorrichtung nach Anspruch 1 und ein medizinisches Gerät nach Anspruch 11.
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Die Erfindung betrifft eine Detektorvorrichtung aufweisend einen Kühlluftpfad zum Kühlen eines Röntgendetektors. Die Detektorvorrichtung weist ferner einen den Röntgendetektor umgebenden Detektorinnenraum auf, wobei der Kühlluftpfad von einem Lufteinlass des Detektorinnenraums entlang zumindest einen Teilbereichs des Röntgendetektors zu einem Luftauslass des Detektorinnenraums verläuft. Die Detektorvorrichtung weist ferner ein entlang des Kühlluftpfads angeordnetes Kühl luftleitelement auf, welches zumindest in einem Teilbereich eine poröse Oberfläche aufweist und wobei die zumindest dem Luftauslass oder dem Lufteinlass zugewandte poröse Oberfläche des Kühlluftleitelements derart ausgestaltet ist, dass der Röntgendetektor vor Lichteinfall von außerhalb des Detektorinnenraums durch den Luftauslass bzw. den Lufteinlass geschützt ist.
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Die Detektorvorrichtung kann insbesondere eine Mehrzahl von Röntgendetektoren aufweisen. Beispielsweise kann die Mehrzahl der Röntgendetektoren entlang der Rotationsrichtung bzw. phi-Achse angeordnet sein. Ein Röntgendetektor kann mindestens ein Konverterelement, insbesondere eine Mehrzahl von Konverterelementen, aufweisen. Der Röntgendetektor kann ein direkt- oder indirekt-konvertierender Röntgendetektor sein. Die Detektorvorrichtung weist einen Detektorinnenraum auf. Im Detektorinnenraum ist der Röntgendetektor angeordnet. Der Detektorinnenraum kann insbesondere durch ein Gehäuse begrenzt sein. Das Gehäuse kann den Lufteinlass und den Luftauslass aufweisen. Das Gehäuse kann mit Ausnahme des Lufteinlasses und des Luftauslasses derart luftdicht ausgestaltet sein, dass ein Kühlluftpfad mit einem gerichteten Kühlluftstrom entlang des Kühlluftpfads ausgebildet ist.
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Der Kühlluftpfad verläuft entlang eines Teilbereichs des Röntgendetektors. Der Teilbereich kann beispielsweise ein Kühlelement, beispielsweise aufweisend eine Kühlstruktur oder eine Kühlrippe, sein. Der Teilbereich kann beispielsweise an der dem Konverterelement abgewandten Seite der Auswerteeinheit ausgebildet sein. Der Teilbereich kann beispielsweise nah an den wärmeabgebenden bzw. wärmeerzeugenden elektronischen Bauteilen ausgebildet sein. Der Teilbereich kann derart strukturiert ausgebildet sein, dass der Kühlluftpfad im Teilbereich zumindest teilweise parallel zur Detektionsfläche der Detektionseinheit bzw. parallel zur Rotationsachse verläuft. Der Teilbereich kann beispielsweise eine Kühlrippe oder eine andere Kühlstruktur aufweisen. Die Kühlluft wird entlang des Kühlluftpfads durch den Detektorinnenraum geführt. Der Kühlluftpfad vom Lufteinlass zum Luftauslass verläuft insbesondere zunächst parallel Rotationsachse am Teilbereich des Röntgendetektors entlang. Der Kühlluftpfad kann vom Teilbereich des Röntgendetektors beispielsweise im Wesentlichen entlang der radialen Richtung des Computertomographiesystems vom Röntgendetektor weggeführt werden, wobei eine Umlenkung des Kühlluftpfads beispielsweise parallel zur Rotationsachse umfasst sein kann. Die Kühlluft, welche durch den Lufteinlass in den Detektorinnenraum geleitet wird, entlang des Teilbereichs des Röntgendetektors geleitet wird und durch den Luftauslass aus dem Detektorinnenraum hinausgeleitet wird, dient der Wärmeabfuhr bzw. der Entwärmung des Röntgendetektors. Das Kühlluftleitelement kann eine Umlenkung des Kühlluftstroms und damit eine Umlenkung des Kühlluftpfads bewirken.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung verläuft der Kühlluftpfad ferner entlang einer Elektronikeinheit im Detektorinnenraum. Die etwaige Elektronikeinheit kann wärmeabgebend bzw. wärmeerzeugend sein. Die etwaige Elektronikeinheit kann bevorzugt stromabwärts im Vergleich zum Röntgendetektor angeordnet sein. Die etwaige Elektronikeinheit kann eine Auslese- oder/und Auswerteelektronik umfassen. Die etwaige Elektronikeinheit kann mittels des Kühlluftstroms vorteilhaft gekühlt werden. Der Kühlluftpfad kann derart mittels des Kühlluftleitelements umgelenkt werden, dass die etwaige Elektronikeinheit vorteilhaft gekühlt wird. Das Kühlluftleitelement kann eine Umlenkung des Kühlluftstroms und damit eine Umlenkung des Kühlluftpfads bewirken. Der Kühlluftpfad kann zunächst entlang des Teilbereichs des Röntgendetektors verlaufen. Im Anschluss kann der Kühlluftpfad mittels des Kühlluftleitelements abgelenkt werden, so dass der Kühlluftpfad zunächst beispielsweise um in etwa 180 Grad umgelenkt wird und zwischen dem Teilbereich des Röntgendetektors und einem Teilbereich des Kühlluftleitelements verläuft. Der Kühlluftpfad kann anschließend um etwa 90 Grad abgelenkt werden, so dass der Kühlluftpfad entlang der etwaige Elektronikeinheit verläuft und so dass der Kühlluftpfad beispielsweise zwischen der etwaige Elektronikeinheit und dem Kühlluftleitelement verläuft. Anschließend kann der Kühlluftpfad mittels des Kühlluftleitelements derart umgelenkt werden, dass der Kühlluftpfad von der etwaige Elektronikeinheit zum Luftauslass verläuft.
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Das Kühlluftleitelement weist eine poröse Oberfläche auf. Das Kühlluftleitelement kann eine poröse Schicht an der Oberfläche aufweisen. Das Kühlluftleitelement kann ein poröses Material aufweisen. Das Kühlluftleitelement kann aus einem porösen Material bestehen. Die poröse Oberfläche kann reflexionsarm sein. Die poröse Oberfläche kann derart ausgestaltet sein, dass einfallendes Licht nicht auf den Röntgendetektor einfallen kann. Die poröse Oberfläche kann für das einfallende Licht absorbierend sein. Das einfallende Licht kann insbesondere sichtbares Licht sein. Der Lichteinfall kann beispielsweise durch Umgebungslicht des medizinischen Geräts oder eine Beleuchtungseinheit, beispielsweise eine Statusleuchte oder Bedienelementbeleuchtung, des medizinischen Geräts bedingt sein. Die poröse Oberfläche kann beispielsweise dunkel bzw. schwarz sein. Der Lichteinfall kann insbesondere durch den Luftauslass in den Detektorinnenraum einfallen. Der Teilbereich bzw. die poröse Oberfläche kann insbesondere an einer dem Luftauslass zugewandten Oberfläche ausgebildet sein. Die poröse Oberfläche kann insbesondere in Richtung des Lichteinfalls ausgerichtet sein, beispielsweise kann die Flächennormale der porösen Oberfläche parallel zur Richtung des Lichteinfalls ausgerichtet sein.
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Das Kühlluftleitelement kann derart am Luftauslass bzw. am Lufteinlass angeordnet sein, dass ein direkter bzw. geradliniger Pfad vom Luftauslass bzw. vom Lufteinlass zum Röntgendetektor blockiert ist. Es kann bevorzugt kein direkter bzw. geradliniger Pfad ausgebildet sein, entlang welchem insbesondere einfallendes Licht vom Luftauslass bzw. vom Lufteinlass zum Röntgendetektor gelangen kann. Der direkte bzw. geradlinige Pfad kann durch das Kühlluftleitelement blockiert bzw. versperrt sein. Das Kühlluftleitelement kann eine Umlenkung des Kühlluftpfads festlegen. Das Kühlluftleitelement kann entlang des direkten bzw. geradlinigen Pfads luftundurchlässig oder/und lichtundurchlässig sein. Die Kühlluft wird entlang des Kühlluftpfads um das Kühlluftleitelement herumgeleitet bzw. umgelenkt. Das einfallende Licht kann vorteilhaft durch das Kühlluftleitelement daran gehindert werden, auf den Röntgendetektor einzufallen. Die Menge des einfallenden Lichts kann zu einem Großteil mittels des Kühlluftleitelements absorbiert werden, so dass ein etwaiger Lichteinfall auf den Röntgendetektor stark reduziert ist. Vorteilhaft kann ein aufwändig gestaltetes, verschraubtes oder genietetes Luftführungs- bzw. Lichtschutzblech vermieden werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind der Querschnitt des Kühlluftleitelements und ein dazu parallel verlaufender Teilabschnitt des Kühlluftpfads im Wesentlichen L-förmig. Die L-Form des Kühlluftleitelements kann sich insbesondere in der z-r-Ebene erstrecken, wobei die z-Richtung beispielsweise zur Rotationsachse des Rotors parallel verläuft und die r-Richtung beispielsweise entlang der radialen Richtung des Strahlenkegels ausgehend vom Fokus der Röntgenröhre verläuft. Das Kühlluftleitelement kann sich entlang der phi-Richtung erstrecken, wobei eine Flächennormale der durch die L-Form aufgespannten Fläche entlang der phi-Richtung verläuft. Vorteilhaft kann ein direkter Pfad vom Lufteinlass bzw. vom Luftauslass zum Röntgendetektor versperrt sein, wobei gleichzeitig ein Kühlluftpfad ausgebildet ist. Die L-Form kann derart ausgestaltet sein, dass die Kühlluft umgelenkt wird.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Kühlluftleitelement ein Stützelement zur Stabilisierung des L-förmigen Querschnitts auf. Das Stützelement kann sich insbesondere in der z-r-Ebene erstrecken, so dass durch die durch die L-Form aufgespannte Fläche vom Stützelement ausgefüllt wird. Die Wandstärke des Stützelements entlang der phi-Richtung kann im Wesentlichen der Wandstärke des Kühlluftleitelements entlang der z-Richtung oder der r-Richtung entsprechen. Die Wandstärke des Stützelements kann im Bereich vom 0,5-fachen bis zum 3-fachen der Wandstärke des Kühlluftleitelements liegen. Das Stützelement kann eine flächige Ausgestaltung zwischen der L-Form des Kühlluftleitelements und einer Gehäusewand des Gehäuses aufweisen. Das Stützelement kann an der Gehäusewand beispielsweise zwischen benachbarten Lufteinlässen oder Luftauslässen angeordnet sein. Der Lufteinlass oder der Luftauslass kann gitterförmig ausgebildet sein. Es kann eine einfache und lösbare Befestigung des Kühlluftleitelements und ein Stützelement kombiniert werden, so dass vorteilhaft eine stabile Anordnung des Kühlluftleitelements im Detektorinnenraum gewährleistet ist. Vorteilhaft kann durch das geringe Gewicht des Kühlluftleitelements, beispielsweise im Vergleich zu einem zumindest teilweise metallischen Kühlluftleitelement, eine mechanisch einfache und lösbare Fixierung verwendet werden. Insbesondere kann vorteilhaft eine stabile Lage des Kühlluftleitelements unter Rotation des Rotors erreicht werden. Vorteilhaft kann das Kühlluftleitelement eine erhöhte Stabilität aufweisen. Vorteilhaft kann eine Verformung durch Fliehkräfte während der Rotation reduziert oder verhindert werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Kühlluftleitelement einstückig. Das Kühlluftelement kann insbesondere einstückig ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Kühlluftleitelement mittels Expansion von Polystyrol in einer Form einstückig ausgebildet sein. Das Kühlluftelement kann aus einem einzelnen Material, beispielsweise Schaumstoffmaterial, hergestellt sein. Das Kühlluftleitelement kann beispielsweise vollständig aus einem Material, beispielsweise einem Schaumstoffmaterial, ausgebildet sein. Das Kühlluftleitelement kann eine Stabilisierungseinheit aufweisen, welche beispielsweise als Streben oder flächige Verstärkung im Inneren oder an der Seite des Kühlluftleitelements ausgebildet sein können. Es kann eine Beschichtung an einer, beispielsweise dem Lichteinfall zugewandten oder abgewandten, Seite des Kühlluftleitelements ausgebildet sein. Vorteilhaft kann eine erhöhte Stabilität des Kühlluftleitelements erreicht werden. Vorteilhaft kann ein Zusammensetzen des Kühlluftleitelements aus mehreren Komponenten vermieden werden. Vorteilhaft können Befestigungen und mögliche mechanische Schwachstellen zwischen benachbarten Komponenten vermieden werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Kühlluftleitelement ein Schaumstoffmaterial auf. Das Schaumstoffmaterial kann ein Thermoplast sein. Das Schaumstoffmaterial kann etwa 2 bis 3 mm große, zusammengebackene Schaumkugeln aufweisen. Das Schaumstoffmaterial kann eine Dichte zwischen 20 und 90 kg/m3 aufweisen. Vorteilhaft weist das Kühlluftleitelement ein geringes Gewicht auf. Vorteilhaft kann das Kühlluftleitelement eine raue Oberfläche aufweisen. Vorteilhaft kann die Oberfläche des Kühlluftleitelements derart ausgestaltet sein, dass die Reflexion von einfallendem Licht am Kühlluftleitelement hin zum Röntgendetektor reduziert ist. Vorteilhaft kann das Kühlluftleitelement im Wesentlichen flexibel sein, so dass der Ein- und Ausbau erleichtert ist.
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Das Kühlluftleitelement kann als Lichtfalle für einfallendes Licht ausgebildet sein. Vorteilhaft kann eine gerichtete Luftführung und eine Lichtfalle bevorzugt durch ein einziges Formschaumteil, insbesondere aus expandiertem Kunststoffschaum, als Kühlluftleitelement realisiert werden. Vorteilhaft kann eine nahezu beliebige Gestaltung des Kühlluftleitelements als Formschaumteil erreicht werden. Vorteilhaft kann das Kühlluftleitelement als ein einziges, kostengünstiges Werkstück hergestellt werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Schaumstoffmaterial ein Kunststoffmaterial oder ein expandiertes Polystyrol auf. Das Schaumstoffmaterial kann als expandiertes Polystryren oder EPS bezeichnet werden. Vorteilhaft kann als Kühlluftleitelement ein leichtes und trotzdem stabiles, für die Luftführung und die Lichtdichtheit geeignetes Formteil durch Verwendung von expandiertem Kunststoffschaum verwendet werden. Vorteilhaft kann ein flammhemmendes Schaumstoffmaterial verwendet werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung absorbiert das Schaumstoffmaterial einfallendes Licht im Wesentlichen vollständig. Das Schaumstoffmaterial kann durch die raue Oberfläche eine erhöhte Absorption aufweisen. Das Schaumstoffmaterial kann derart ausgestaltet sein, dass die Wellenlänge des einfallenden Lichts im Wesentlichen absorbiert wird. Das Schaumstoffmaterial kann beispielsweise einen Farbstoff aufweisen. Der Farbstoff kann dunkel oder schwarz sein. Das Schaumstoffmaterial kann beispielsweise dunkel oder schwarz eingefärbt sein. Vorteilhaft kann die Reflexion des einfallenden Lichts reduziert oder verhindert werden. Vorteilhaft kann ein Lackieren oder Beschichten des Kühlluftleitelements vermieden werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Kühlluftleitelement lösbar mit einem Gehäuse der Detektorvorrichtung mechanisch verbunden. Vorteilhaft kann das Kühlluftleitelement mittels eines lösbaren Verbindungsmittels mit dem Gehäuse der Detektorvorrichtung bzw. im Detektorinnenraum fixiert werden. Das lösbare Verbindungsmittel kann beispielsweise eine Öse, einen Haken, eine Nut, eine Feder, ein Passstift, ein Passloch umfassen. Das passende Gegenstück des Verbindungsmittels kann am Gehäuse ausgebildet sein. Vorteilhaft kann das Kühlluftleitelement einfach und ohne spezielle Werkzeuge mit dem Gehäuse mechanisch verbunden werden. Vorteilhaft kann eine nicht-lösbare bzw. feste mechanische bzw. nur mit Werkzeug lösbare Verbindung, beispielsweise mittels Nieten oder Schrauben, vermieden werden. Vorteilhaft kann im Servicefall das Kühlluftleitelement einfach und zerstörungsfrei aus dem Detektorinnenraum entfernt werden, so dass beispielsweise vorteilhaft ein vereinfachter Austausch einer defekten Komponente der Detektorvorrichtung, beispielsweise eines Röntgendetektors, ermöglich wird. Die Kombination aus einer lösbaren Verbindung und einem Stützelement ermöglicht eine stabile Anordnung im Detektorinnenraum, insbesondere auch während des Betriebs eines Computertomographiesystems umfassend eine Rotation des Stators. Vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Kühlluftleitelement das Gesamtgewicht einer Detektorvorrichtung reduzieren. Das Kühlluftleitelement kann vorteilhaft und in einfacher Weise durch Einhängen an der Detektormechanik bzw. dem Gehäuse der Detektorvorrichtung befestig werden.
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Die Detektorvorrichtung kann eine Mehrzahl von Röntgendetektoren aufweisen. Das Kühlluftleitelement kann einer Mehrzahl von Röntgendetektoren zugeordnet sein. Die Röntgendetektoren können entlang einer im Wesentlichen gleichmäßigen Krümmung angeordnet sein. Das Kühlluftleitelement kann entsprechend bzw. gleichartig gekrümmt sein.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind ein Gehäuse der Detektorvorrichtung und das mit dem Gehäuse verbundene Kühlluftleitelement entsprechend einer gekrümmten Anordnung einer Mehrzahl von Röntgendetektoren gekrümmt. Die gekrümmte Anordnung kann derart ausgestaltet sein, dass einfallende Röntgenstrahlung vom Röntgenquellenfokus im Wesentlichen senkrecht auf die Detektionseinheit des Röntgendetektors einfällt. Vorteilhaft kann die Herstellung des gekrümmten Kühlluftleitelements vereinfacht sein.
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Die Erfindung betrifft ferner ein medizinisches Gerät aufweisend eine erfindungsgemäße Detektorvorrichtung. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das medizinische Gerät ein Computertomographiesystem. Das Computertomographiesystem kann insbesondere eine gekrümmte Detektorvorrichtung aufweisend ein gekrümmtes Kühlluftleitelement umfassen. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Detektorvorrichtung können vorteilhaft auf das medizinische Gerät bzw. das Computertomographiesystem übertragen werden.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:
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1 schematisch eine erfindungsgemäße Detektorvorrichtung in einer ersten Ausführungsform;
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2 schematisch eine erfindungsgemäße Detektorvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform;
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3 schematisch ein erfindungsgemäßes Kühlluftleitelement;
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4 schematisch eine erfindungsgemäße Detektorvorrichtung in einer dritten Ausführungsform;
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5 schematisch eine erfindungsgemäße Detektorvorrichtung in einer vierten Ausführungsform; und
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6 schematisch ein Konzept eines erfindungsgemäßen Computertomographiesystems.
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Die 1 zeigt eine beispielhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Detektorvorrichtung 1 in einer ersten Ausführungsform. Die Blickrichtung verläuft parallel zur phi-Richtung. Die Detektorvorrichtung 1 weist einen Kühlluftpfad 7 zum Kühlen des Röntgendetektors 3 auf. Die Detektorvorrichtung 1 weist ferner einen den Röntgendetektor 3 umgebenden Detektorinnenraum 6 auf, wobei der Kühlluftpfad 7 von einem Lufteinlass 4 des Detektorinnenraums 6 entlang zumindest einen Teilbereichs des Röntgendetektors 3 zu einem Luftauslass 8 des Detektorinnenraums 6 verläuft. Die Detektorvorrichtung 1 weist ferner ein entlang des Kühlluftpfads 4 angeordnetes Kühlluftleitelement 9 auf, welches zumindest in einem Teilbereich eine poröse Oberfläche aufweist und wobei die zumindest dem Luftauslass 8 oder dem Lufteinlass 4 zugewandte poröse Oberfläche des Kühlluftleitelements 9 derart ausgestaltet ist, dass der Röntgendetektor 3 vor Lichteinfall von außerhalb des Detektorinnenraums 6 durch den Luftauslass 8 bzw. den Lufteinlass 4 geschützt ist. Die Röntgenstrahlung 17 fällt auf den Röntgendetektor 3 ein. Die Röntgenstrahlung 17 fällt insbesondere auf die Detektionseinheit 13 im Wesentlichen senkrecht ein. Der Röntgendetektor 3 weist eine Stapelanordnung aufweisend ein Streustrahlengitter 11, eine Detektionseinheit 13 und ein Kühlelement 15 auf. Das Kühlelement 15 ist auf der der Röntgenstrahlung 17 abgewandten Seite der Detektionseinheit 13 angeordnet. Das Streustrahlengitter 11 ist auf der der Röntgenstrahlung 17 zugewandten Seite der Detektionseinheit 13 angeordnet. Der Röntgendetektor 3 ist im Detektorinnenraum 6 angeordnet. Der Detektorinnenraum 6 ist durch ein Gehäuse 5 begrenzt. Das Gehäuse 5 bzw. der Detektorinnenraum 6 weisen einen Lufteinlass 4 und einen Luftauslass 8 auf. Der Lufteinlass 4 ist beispielsweise in unmittelbarer Nähe zum Kühlelement 15 angeordnet. Der Lufteinlass 4 und das Kühlelement 15 sind entlang einer zur Rotationsachse 43 parallelen Achse angeordnet. Der Luftauslass 8 befindet sich beispielsweise auf der der Röntgenstrahlung 17 abgewandten Seite des Gehäuses 5. Das Kühlluftleitelement 9 ist in unmittelbarer Nähe zum Luftauslass 8 angeordnet. Der Kühlluftpfad 7 verläuft vom Lufteinlass 4 zum Röntgendetektor 3, insbesondere entlang des Kühlelements 15. Der Kühlluftpfad 7 wird anschließend umgelenkt, beispielsweise durch das Kühlluftleitelement 9. Der Kühlluftpfad 7 verläuft zumindest teilweise entlang des Kühlluftleitelements 9 und anschließend zum Luftauslass 8. Der Kühlluftpfad 7 verläuft entlang einer Elektronikeinheit 16 im Detektorinnenraum 6. Die Elektronikeinheit 16 ist wärmeabgebend bzw. wärmeerzeugend. Die Elektronikeinheit 16 ist stromabwärts im Vergleich zum Röntgendetektor 3 angeordnet. Die Elektronikeinheit 16 umfasst eine Auslese- oder/und Auswerteelektronik. Die Elektronikeinheit 16 wird mittels des Kühlluftstroms gekühlt. Der Kühlluftpfad 7 wird derart mittels des Kühlluftleitelements 9 umgelenkt, dass die Elektronikeinheit 16 gekühlt wird. Das Kühlluftleitelement 9 bewirkt eine Umlenkung des Kühlluftstroms und damit eine Umlenkung des Kühlluftpfads 7. Der Kühlluftpfad 7 verläuft zunächst entlang des Teilbereichs 15 des Röntgendetektors 3. Im Anschluss wird der Kühlluftpfad 7 mittels des Kühlluftleitelements 9 abgelenkt, so dass der Kühlluftpfad 7 um in etwa 180 Grad umgelenkt wird und zwischen dem Teilbereich 15 des Röntgendetektors 3 und einem Teilbereich des Kühlluftleitelements 9 verläuft. Der Kühlluftpfad 7 wird anschließend um etwa 90 Grad abgelenkt, so dass der Kühlluftpfad 7 entlang der Elektronikeinheit 16 verläuft und so dass der Kühlluftpfad 7 zwischen der Elektronikeinheit 16 und dem Kühlluftleitelement 9 verläuft. Anschließend wird der Kühlluftpfad 7 mittels des Kühlluftleitelements 9 derart umgelenkt, dass der Kühlluftpfad 7 von der Elektronikeinheit 16 zum Luftauslass 8 verläuft.
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Der Querschnitt des Kühlluftleitelements 1 und ein dazu parallel verlaufender Teilabschnitt des Kühlluftpfads 7 sind im Wesentlichen L-förmig. Das Kühlluftleitelement 9 weist ein Schaumstoffmaterial auf. Das Schaumstoffmaterial weist ein Kunststoffmaterial oder ein expandiertes Polystyrol auf. Das Schaumstoffmaterial absorbiert einfallendes Licht im Wesentlichen vollständig.
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Die 2 zeigt eine beispielhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Detektorvorrichtung 1 in einer zweiten Ausführungsform. Das Gehäuse 5 der Detektorvorrichtung 1 und das mit dem Gehäuse 5 verbundene Kühlluftleitelement 9 sind entsprechend einer gekrümmten Anordnung einer Mehrzahl von Röntgendetektoren 3 gekrümmt. Die Röntgenstrahlung 17 fällt im Wesentlichen senkrecht auf die Röntgendetektoren 3 ein. Der Lufteinlass 4 und der Röntgendetektor 3 sind entlang einer zur Rotationsachse parallelen Achse angeordnet. Die Krümmung verläuft entlang der phi-Richtung 44.
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Die 3 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Kühlluftleitelements 9. Das Kühlluftleitelement 9 ist entlang der phi-Richtung 44 gekrümmt. Eine Fläche der L-Form des Kühlluftleitelements 9 verläuft in einer durch die Rotationsachse 43 und die phi-Achse 44 aufgespannten Fläche. Die andere Fläche der L-Form des Kühlluftleitelements 9 verläuft in einer Ebene, welche durch eine zur Rotationsachse 43 senkrechten Achse und durch die phi-Achse 44 aufgespannt ist. Die Fläche und die andere Fläche sind im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet. Das Kühlluftleitelement 9 weist Stützelemente 19 zur Stabilisierung des L-förmigen Querschnitts auf. Die Stützelemente 19 sind senkrecht zur Fläche und zur anderen Fläche ausgebildet. Die Stützelemente 19, 19' verlaufen parallel zur Rotationsachse 43. Das Stützelement 19' ist eine Fortsetzung des Stützelements 19 parallel zur Rotationsachse 43 über die L-Form hinaus, insbesondere senkrecht zur anderen Fläche. Das Kühlluftleitelement 9 weist Befestigungselemente 18 auf, welche beispielhaft als Öse ausgebildet sind. Das Befestigungselement 18 kann mit einem passenden Gegenstück bzw. Befestigungselement am Gehäuse in Eingriff gebracht werden. Das Kühlluftleitelement 9 ist lösbar mit einem Gehäuse der Detektorvorrichtung mechanisch verbunden. Das Kühlluftleitelement 9 ist einstückig.
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Die 4 zeigt eine beispielhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Detektorvorrichtung 1 in einer dritten Ausführungsform. Die Darstellung zeigt eine Explosionsdarstellung der Detektorvorrichtung 1. Der Luftauslass 8 erstreckt sich im Wesentlichen entlang der Krümmung der Detektorvorrichtung 1. Der Luftauslass 8 kann als Gitter ausgebildet sein. Das Gehäuse 5, 5' kann zwei Teilstücke aufweisen. Im Gehäuse 5 werden die Röntgendetektoren 3 (nicht dargestellt) und das Kühlluftleitelement 9 angeordnet. Das Gehäuse 5 wird durch das andere Teilstück des Gehäuses 5' als Deckel geschlossen.
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Die 5 zeigt eine beispielhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Detektorvorrichtung 1 in einer vierten Ausführungsform. Die Darstellung zeigt eine Explosionsdarstellung der Detektorvorrichtung 1 aus einer anderen Blickrichtung.
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Die 6 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Computertomographiesystems 31. Das Computertomographiesystem 31 beinhaltet eine Gantry 33 mit einem Rotor 35. Der Rotor 35 umfasst eine Röntgenquelle 37 und die erfindungsgemäße Detektorvorrichtung 1. Das Untersuchungsobjekt 39 ist auf der Patientenliege 41 gelagert und ist entlang der Rotationsachse z 43 durch die Gantry 33 bewegbar. Die phi-Achse 44 kann insbesondere der Krümmung der Detektorvorrichtung 1 oder alternativ der Rotationsrichtung des Rotors 35 entsprechen. Zur Steuerung und Berechnung der Schnittbilder wird eine Recheneinheit 45 verwendet. Eine Eingabeeinrichtung 47 und eine Ausgabevorrichtung 49 sind mit der Recheneinheit 45 verbunden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert 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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012213410 B3 [0005]
- DE 102015216527 B3 [0006]
