DE3516934A1 - Strahlungsdetektorvorrichtung fuer die rechnergestuetzte tomographie - Google Patents

Strahlungsdetektorvorrichtung fuer die rechnergestuetzte tomographie

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DE3516934A1 DE19853516934 DE3516934A DE3516934A1 DE 3516934 A1 DE3516934 A1 DE 3516934A1 DE 19853516934 DE19853516934 DE 19853516934 DE 3516934 A DE3516934 A DE 3516934A DE 3516934 A1 DE3516934 A1 DE 3516934A1
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Description

Henkel, Feiler, Hänzel & Partner Patentanwälte
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MMF-59P787-2
Strahlungsdetektorvorrichtung für die
rechnergestützte Tomographie
BAD ORIGfNAL
Λ-
Die Erfindung betrifft eine Strahlungsdetektorvorrichtung für die rechnergestützte Strahlungs-Tomographie bzw. für einen rechnergestützten Tomographen (CT). 5
Ein rechnergestützter Röntgentomograph der dritten oder vierten Generation weist eine Anzahl von längs des ümfangs angeordneten Röntgen(strahlungs)detektoren auf. Jeder Detektor enthält eine Vielzahl von Meß- oder Detektorelementen, die in dichter Verteilung in einer Richtung angeordnet sind. Zur Erzielung eines Tomographiebilds oder Tomogramms mit hoher Auflösung müssen die Detektorelemente mit einem möglichst kleinen Teilungsabstand (pitch) angeordnet sein. Um diesem Erfordernis zu genügen, wird ein fester Szintillationsdetektor in Form einer Kombination aus einem Szintillator und einer Photodiode anstelle der herkömmlichen Gasionisationskammer angewandt.
Beim üblichen Festkörper-Szin-
tillationsdetektor sind mehrere Photodiodenelemente auf einem Halbleitersubstrat montiert. An der Fläche jedes Photodiodenelements ist mit Hilfe eines durchsichtigen Klebmittels je ein Szintillationselement angebracht. Je eine Kollimatorplatte oder -scheibe ist zwischen die jeweiligen Szintillationselemente eingesetzt sowie an den Außenseiten der Szintillationselemente an beiden Enden der Szintillationselementgruppe angeordnet. Jedes Szintillationselement ist somit zwischen zwei benachbarte Kollimatorplatten eingefügt. Die bisherigen Festkörper-Szintillationsdetektoren mit dem beschriebenen Aufbau sind mit kleinem gegenseitigen Abstand längs des Umfangs der betreffenden Strahlungsdetektorvorrichtung angeordnet.
Beim bisherigen Strahlungsdetektor fallen Röntgenstrahlen unter verschiedenen Winkeln ein, wobei die
zu den jeweiligen Szintillationselementen übertragenen Röntgenstrahlen mit einer Empfindlichkeit erfaßt werden, die mit ihren Einfallswinkeln variiert. Der bisherige Strahlungsdetektor ist mit dem Mangel behaftet, daß der Grad, in welchem die (Ansprech-)Empfindlichkeit der Erfassung der in die Szintillatoren an den beiden Enden der Gruppe einfallenden Röntgenstrahlen mit den Einfallswinkeln der Röntgenstrahlen variiert, von dem Grad der Änderung der Empfindlichkeit bei der Erfassung der zu den anderen Szintillatoren übertragenen Röntgenstrahlen in Abhängigkeit von deren Einfallswinkeln verschieden ist. Es wird angenommen, daß diese unerwünschte Erscheinung auf den nachstehend geschilderten Umstand zurückzuführen ist. Die an den beiden Enden ihrer Gruppe angeordneten Szintillationselemente empfangen nämlich Röntgenstrahlen, die nicht nur unmittelbar, sondern auch über anschließende Szintillationselemente sowie den freien Raum (Luftbereich) einfallen. Dagegen empfangen die anderen Szintillationselemente nur unmittelbar einfallende Röntgenstrahlen sowie solche, die durch die anschließenden Szintxllationselemente übertragen werden. Die beiden äußersten Szintillationselemente empfangen mithin eine größere Menge oder Dosis an Röntgenstrahlung als die anderen Elemente. Die beiden endseitigen Szintillationselemente der Gruppe erfassen damit die Röntgenstrahlung mit höherer Empfindlichkeit als die anderen Elemente.
Wenn die Röntgenstrahlungs-Erfassungs- oder -Meßempfindlichkeit somit auf beschriebene Weise zwischen den Szintillationselementen an den beiden Enden ihrer Gruppe und den anderen Elementen verschieden ist, ergeben sich Schwierigkeiten beim Kompensieren der gesammelten Daten, so daß eine genaue Diagnose unmöglich wird. Der genannte Unterschied in der Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit zwischen den beiden
Gruppen der Szintillationselemente wird auch durch die Größe eines zwischen den betreffenden Szintillationselementen vorgesehenen Zwischenraums bestimmt. Wenn daher ein Röntgen(strahlungs)detektor an einer Stelle angeordnet wird, die von der ursprünglich vorgeschriebenen verschieden ist, vermindert sich die Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit in unerwünschter
Weise.
10
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Strahlungsdetektorvorrichtung für die rechnergestützte Tomographie, die von Änderungen oder Abweichungen der Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit frei ist, welche durch unterschiedliche Zwischenräume (Abstände) zwischen den jeweiligen benachbarten Szintillationselementen (oder Detektoren) herbeigeführt werden können, und mit der zudem die Röntgenstrahlungs-Meßleistung unabhängig von der Lage der Röntgenstrahlungs-Detektorelemente vereinheitlicht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist eine Strahlungsdetektorvorrichtung für die rechnergestützte Tomographie, umfassend eine Vielzahl von in einer Kreisform angeordneten Detektoren mit jeweils zahlreichen Szintillationselementen, die bei Empfang von Strahlung Lichtstrahlen emittieren, zahlreiche zwischen die benachbarten Szintillationselemente eingesetzte Kollimatorplatten, die jeweils vom betreffenden Szintillationselement emittierte Lichtstrahlen sammeln, sowie äußere, außerhalb der die Endeinheiten der Reihe bildenden Szintillationselemente angeordnete Kollimatorplatten, die jeweils die von den letzteren Szintillationselementen emittierten Lichtstrahlen sammeln
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und die jeweils dicker ausgebildet sind als die Kollimatorplatten zwischen den benachbarten Szintillationselementen, wobei ein Zwischenraum zwischen den einander zugewandten äußersten Kollimatorplatten der benachbarten Detektoren vorgesehen sein kann.
Bei dieser erfindungsgemäßen Strahlungsdetektorvorrichtung tritt die über die Zwischenräume (Luftbereiche oder -spalte) zwischen benachbarten Detektoren geleitete Strahlung über eine dicke Kollimatorplatte in das am einen Ende der Element-Gruppe angeordnete Szintillationselement ein. Die über einen Luftspalt geringer Strahlungsabsorptionsleistung übertragene Strahlung wird daher in der dicken Kollimatorplatte stärker absorbiert als in den inneren Kollimatorplatten. Infolgedessen wird die in das Szintillationselement am einen Ende der Element-Gruppe einfallende Strahlung letztlich praktisch im selben Ausmaß absorbiert wie die durch die inneren Szintillationselemente geleitete Strahlung. Die inneren Szintillationselemente und das endseitige Szintillationselement können mithin die Strahlung im selben Ausmaß absorbieren, so daß die Strahlung an inneren und äußeren Szintillationselementen in gleicher Weise erfaßt oder gemessen werden kann, was für die Rechenoperation an den gewonnenen Daten höchst vorteilhaft ist.
Die Erfindung bietet den weiteren Vorteil, daß die Strahlungsmeßeigenschaft sich auch bei einer Änderung des Abstands zwischen den Detektoren nur in geringem Maße ändert, so daß Änderungen oder Abweichungen der Strahlungsmeßeigenschaften der jeweiligen Detektoren minimiert werden und demzufolge eine genaue Diagnose wesentlich gefördert wird.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
5
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Detektors bei einer Strahlungsdetektorvorrichtung für rechnergestützte Tomographie gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Gruppe von Szintillationselementen in der Strahlungsdetektorvorrichtung,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer
Gruppe von Photodiodenelementen,
Fig. 4 eine Schnittansicht zur Darstellung eines Zwischenraums oder Abstands zwischen jeweiligen Detektoren,
Fig. 5 bis 7 graphische Darstellungen der Röntgenstrahlungs-Meßeigenschaften oder -kennlinien für ein aus CdWO. hergestelltes Szintillationselement und eine aus Pb herge
stellte Kollimatorplatte für den Fall, daß die jeweiligen Kollimatorplatten gemäß diesen Figuren Dicken von 0,3 mm, 0,2 mm bzw. 0,1 mm besitzen, und
Fig. 8 bis 10 graphische Darstellungen der Röntgen-
strahlungs-Meßeigenschaften oder -kennlinien für ein aus ZnWO hergestelltes Szintillationselement und eine aus Pb hergestellte Kollimatorplatte für den Fall, daß
die jeweiligen Kollimatorplatten gemäß diesen Figuren Dicken von 0,3 mm, 0,2 mm bzw. 0,1 mm besitzen.
Fig. 1 veranschaulicht in perspektivischer Darstellung einen Detektor 10 bei einer Strahlungsdetektorvorrichtung gemäß der Erfindung, während die Fig. 2 und 3 in perspektivischer Darstellung Bauelemente des Detektors zeigen. Bei der dargestellten Anordnung ist ein Halbleiter-Substrat 18 an der (Ober-)Fläche eines isolierenden Substrats 16 einer Breite von 24 bis 25 mm angeklebt. Auf dem Halbleiter-Substrat 18 ist eine Gruppe 14 von Photodiodenelementen angeordnet. Eine Gruppe 12 von Szintillationselementen ist an der (Ober-)Fläche der Gruppe 14 der Photodioden z.B. mit Hilfe eines durchsichtigen Klebmittels (beispielsweise eines glasartigen Klebmittels) angebracht. Die Photodioden-Gruppe 14 besteht aus einer Vielzahl von Photodiodenelementen 20, die sich in Richtung eines Pfeils 4 erstrecken und die parallel zur Richtung eines Pfeils 2 ausgerichtet sind. Jedes Photodiodenelement 20 ist mit einer Signalabgabeklemme 22 versehen, die ihrerseits elektrisch mit einem nicht dargestellten gedruckten Leiterzuganschluß auf dem isolierenden Substrat 16 mittels einer nicht dargestellten Verdrahtung (wire bonding) verbunden ist.
Die Szintillator-Gruppe 12 umfaßt eine der Zahl der Photodiodenelemente 20 entsprechende Zahl von Szintillationselementen 24, eine Vielzahl von zwischen die jeweils benachbarten Szintillationselemente eingefügten Kollimatorplatten 26 sowie weiterhin zwei weitere Kollimatorplatten 28, die jeweils an der Außenseite der beiden endseitigen Einheiten der Reihe von Szintillationselementen 24 angeordnet sind. Jedes Szintillationselement besitzt in Richtung des Pfeils 4 eine Länge von z.B. 30 mm, eine Dicke von z.B.
0,9 mm und eine Höhe von z.B. 2 mm. Die bzw. jede Kollimatorplatte 26 ist zwischen je zwei Szintillationselementen 24 eingesetzt. Die genannten weiteren Kollimatorplatten 28 sind an der Außenseite der Szin-
tillationselemente 24 angeordnet, welche die beiden endseitigen Einheiten der Reihe der Szintillationselemente 24 bilden. Die Kollimatorplatten 26 und 28 sowie die Szintillationselemente 24 sind mit Hilfe eines Klebmittels in ihrer Lage sicher festgelegt. Die Szintillationselemente 24, die z.B. aus CdWO. oder ZnWO4 hergestellt sind, emittieren Licht bei Empfang von Röntgenstrahlung. Die Kollimatorplatten 2 6 und 28 sind allgemein aus einem Schwermetall, wie Pb oder W, mit hoher Röntgenstrahlungs-Absorptionsleistung hergestellt. Die Kollimatorplatten sind auf beiden Seiten mit einem hochwirksamen Reflektor zum Reflektieren der von den Szintillationselementen 24 erzeugten Lichtstrahlen beschichtet.
Jede zwischen je zwei benachbarte Szintillationselemente 24 eingefügte Kollimatorplatte 2 6 besitzt eine Dicke von z.B. 0,1 mm. Zwischen jede Kollimatorplatte 26 und das betreffende Szintillationselement 24 sind eine Klebmittelschicht und eine Reflexionsschicht jeweils einer Dicke von etwa 0,025 mm eingefügt. Die an den Außenseiten der die beiden endseitigen Einheiten der Reihe bildenden Szintillationselemente 24 angeordneten Kollimatorplatten 28 sind mit einer größeren Dicke als die Kollimatorplatten 26, z.B. mit einer Dicke von mehr als 0,1 mm bzw. bevorzugt weniger als 0,3 mm ausgebildet.
3Q Die Gruppe 12 der Szintillationselemente und die Gruppe 14 der Photodioden sind mit Hilfe eines Klebmittels derart befestigt, daß die Gruppen 12 und 14 (aufeinander) ausgerichtet sind, wobei die Kollimatorplatten 26 das vom betreffenden Szintillationselement 24 abgegebene Licht an einem Einfall in das benachbarte Photodiodenelement 20 hindern. Die Gruppe 12 der Szintillationselemente 24, die gemeinsam den vor-
stehend beschriebenen Detektor 10 bilden, ist mit einer Abdeckung aus z.B. Aluminium und/oder Kunstharz beschichtet, um den Eintritt von Außen- bzw. Umgebungslicht in die Szintillationselemente 24 zu verhindern.
Mehrere auf die beschriebene Weise aufgebaute Detektoren 10 sind in einer Kreisform mit einem Durchmesser von z.B. 70 cm angeordnet, wobei gemäß Fig. 4 ein Zwischenraum oder Abstand h zwischen den einander zugewandten oder gegenüberstehenden Kollimatorplatten 28 an den Außenseiten der die endseitigen Einheiten der benachbarten Szintillationselement-Gruppen 12 bildenden Szintillationselemente 24 festgelegt ist. Im vorliegenden Fall ist die Seite des Detektors 10, an welcher die Reihen der Szintillationselemente 24 angeordnet sind, dem Zentrum der Kreisanordnung zugewandt oder gegenüberstehend angeordnet. Die betreffenden Detektoren 10 bilden 24-Kanal-Szintillationselemente. Die Detektoren bestehen somit insgesamt aus Szintillationselementen mit etwa 2 000 Kanälen.
Wie erwähnt, kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß die an der Außenseite der endseitigen Einheit einer Gruppe von Szintillationselementen angeordnete Kollimatorplatte eine größere Dicke besitzt als jede zwischen die benachbarten Szintillationselemente 24 eingesetzte Kollimatorplatte 26. Im folgenden ist nun der Grund für die genannte Anordnung im Zusammenhang mit der Arbeitsweise der Strahlungsdetektorvorrichtung beschrieben. Ein Vordergrundobjekt (z.B. einen Patienten) durchdringende Röntgenstrahlung fällt in die Szintillationselemente 24 ein, die gemeinsam den Detektor 10 bilden. Das bzw. jedes Szintillationselement 24 emittiert Licht in einer der empfangenen Röntgenstrahlungsmenge entsprechenden Menge. Die empfangene Lichtmenge wird durch die Photodiodenele-
mente 20 in ein elektrisches Signal einer Größe entsprechend der empfangenen Lichtmenge umgewandelt. Die von den Photodiodenelementen 2 0 abgegebenen Meßsignale werden einem Rechner eingespeist, um damit das Tomographiebild bzw. Tomogramm des Patienten zu liefern.
Im oben beschriebenen Fall variiert die Ansprechempfindlichkeit, mit welcher die von jedem Szintillationselement abgegebene Röntgenstrahlung erfaßt wird, mit dem Winkel, unter welchem die Röntgenstrahlung in den Detektor 10 einfällt, sowie mit der Größe des Zwischenraums h zwischen den einander gegenüberstehenden Kollimatorplatten 28. Die Fig. 5, 6 und 7 veranschaulichen die Röntgenstrahlungs-Meßeigenschaften (Änderungen der Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit entsprechend dem jeweiligen Einfallswinkel der Röntgenstrahlung). Die Röntgenstrahlungs-Meßeigenschaft wird definiert durch geometrische Bestimmung der Wege, auf denen die Röntgenstrahlung unter verschiedenen Einfallswinkeln in den Detektor 10 eintritt oder einfällt, und durch arithmetische Berechnung der Länge desjenigen Abschnitts der Kollimatorplatte, durch den die Röntgenstrahlung geleitet wird.
in den Fig. 5 bis 7 bezeichnet jeweils die ausgezogene Linie oder Kurve P eine Röntgenstrahlungs-Meßeigenschaft, die an den Szintxllationselementen 24 bestimmt wurde, welche von den die endseitigen Einheiten der Reihe der Szintillationselemente 24 bildenden Szintxllationselementen verschieden sind. Eine gestrichelte Linie, eine einfach strichpunktierte Linie und eine doppelt strichpunktierte Linie geben die Röntgenstrahlungs-Meßeigenschaft an, die an den die endseitigen Einheiten der Reihe bildenden Szintillationselementen 24 (im folgenden einfach als "endseitige Szintillationselemente" bezeichnet) bestimmt wurde. Die einzelnen Kurven geben die jeweilige
Röntgenstrahlungs-Meßeigenschaft für eine Größe des genannten Zwischenraums h von 0 mm, 0,13 mm bzw. 0,31 mm an. Fig. 7 veranschaulicht den Fall, in welehern die äußerste oder außenseitige Kollimatorplatte 28 und die zwischen zwei benachbarte Szintillationselemente 24 eingefügte Kollimatorplatte 26 jeweils dieselbe Dicke von 0,1 mm besitzen (wie bei der bisherigen Strahlungsdetektorvorrichtung). Fig. 6 veranschaulicht einen Fall, in welchem die zwischengefügte Kollimatorplatte 26 eine Dicke von 0,1 mm und die außenseitige Kollimatorplatte 28 eine Dicke von 0,2 mm besitzen. Fig. ^* veranschaulicht den Fall, in welchem die zwischengefügte Kollimatorplatte 2 6 eine Dicke von 0,1 mm und die außenseitige Kollimatorplatte 28 eine Dicke von 0,3 mm besitzen. Wenn die außenseitige Kollimatorplatte und die zwischengefügte Kollimatorplatte, wie bei der bisherigen, durch Fig. 7 veranschaulichten Strahlungsdetektorvorrichtung, jeweils dieselbe Dicke besitzen, ergibt sich ein Unterschied zwischen den Röntgenstrahlungs-Meßeigenschaften des endseitigen Szintillationselements und den anderen Szintillationselementen. Zudem wird dieser Unterschied um so deutlicher, je größer der angegebene Zwischenraum h ist. Wenn andererseits die außenseitige Kollimatorplatte 28 eine Dicke entsprechend dem Doppelten der Dicke der zwischen benachbarte Szintillationselemente 24 eingefügten Kollimatorplatte besitzt und der Zwischenraum h gleich Null ist, so besitzen die äußeren bzw. endseitigen Szintillationselemente 24 eine geringere Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit als die anderen Szintillationselemente. Mit größerem Zwischenraum h vergrößert sich die Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit der endseitigen Szintillationselemente. Bei einem Zwischenraum h (einer Weite) von 0,13 mm entspricht die
- AS.
Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit der endseitigen Szintillationselemente derjenigen der anderen Szintillationselemente. Wenn daher die außenseitige Kollimatorplatte 28 mit einer Dicke von 0,2 mm gewählt und der Zwischenraum h auf 0,13 mm eingestellt sind, zeigen alle Szintillationselemente 24 gleiche Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeiten. Gemäß Fig. 5 variiert die Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit der Szin-10. tillationselemente 24 in Abhängigkeit vom Zwischenraum h in einem geringeren Ausmaß als in Fig. 7.
Wenn die außenseitige Kollimatorplatte 28 mit einer Dicke von 0,3 mm festgelegt ist (Fig. 5), variiert die Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit der Szintillationselemente 24 in geringerem Maße in Abhängigkeit vom Zwischenraum h. Wenn in diesem Fall der Zwischenraum h geringfügig größer ist als 0,31 mm, besitzen die äußeren oder endseitigen Szintillationselemente 24 und die anderen, ähnlichen Einheiten jeweils dieselbe Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit.
Die vorstehend angegebene Beziehung zwischen dem Zwischenraum h und der Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit der Szintillationselemente 24 bleibt auch dann unverändert, wenn das bzw. jedes Szintillationselement 24 nicht aus CdWO4, sondern aus ZnWO4 hergestellt ist. Die Fig. 8 bis 10 veranschaulichen die betreffende Meßempfindlichkeit der aus ZnWO hergestellten Szintillationselemente für den Fall von aus Pb hergestellten Kollimatorplatten. Wenn die außenseitige Kollimatorplatte 28 dicker ist als die zwischen benachbarte Szintillationselemente 24 eingefügten Kollimatorplatten 26 (Fig. 8 und 9), variiert die Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit der Szintillationselemente 24 in Abhängigkeit vom Zwischenraum oder Abstand h weniger stark als im anderen Fall. Wenn die
außenseitigen Kollimatorplatten 28 und die zwischen die benachbarten Szintillationselemente 24 eingefügten Kollimatorplatten 26 jeweils dieselbe Dicke besitzen ° und in diesem Fall versucht wird, den Zwischenraum h praktisch auf Null zu verkleinern (was sich vom Konstruktions- und Fertigungsstandpunkt als schwierig erweist), so ergibt sich ein Unterschied zwischen den Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeiten der beiden
i^ außenseitigen Szintillationselemente und der anderen (zwischen die Kollimatorplatten) zwischengefügten Szintillationselemente. Wenn der Zwischenraum h vergrößert wird, besitzen die endseitigen Szintillationselemente eine Meßempfindlichkeit, die sehr stark verschieden ist von derjenigen der anderen Szintillationselemente. Wenn andererseits die außenseitigen Kollimatorplatten 28 eine doppelt so große (Fig. 9) Dicke besitzen wie die zwischen benachbarte Szintillationselemente 24 eingefügten Kollimatorplatten 26 und der Zwischenraum h auf Null eingestellt wird, so besitzen die endseitigen Szintillationselemente 24 eine geringere Meßempfindlichkeit als die anderen Szintillationselemente 24. Wenn der Zwischenraum h auf 0,31 mm eingestellt wird, besitzen die endseitigen und die zwischengefügten Szintillationselemente 24 jeweils dieselbe Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit. Wenn weiterhin die außenseitigen Kollimatorplatten 28 eine Dicke entsprechend dem Dreifachen der Dicke der zwischengefügten Kollimatorplatten 26 besitzen und in diesem Fall der Zwischenraum h größer ist als 0,31 mm, so besitzen die endseitigen Szintillationselemente 24 sowie auch die anderen Szintillationselemente 24 jeweils dieselbe Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit.
Wenn, wie vorstehend erwähnt, die beiden außenseitigen oder äußeren Kollimatorplatten 28 der jeweiligen Detektoren 10 dicker ausgebildet sind als die zwi-
schengefügten Kollimatorplatten 26 und der Zwischenraum h mit einer zweckmäßigen Weite gewählt ist, kann eine Übereinstimmung zwischen den Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeiten der endseitigen Szintillationselemente 24 und der anderen, zwischengefügten Szintillationselemente 24 gewährleistet werden. Wenn weiterhin die außenseitigen Kollimatorplatten 28 dicker ausgebildet sind als die zwischen die benachbarten Szintillationselemente 24 eingefügten Kollimatorplatten 26, variiert die Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit der Szintillationselemente 24 in Abhängigkeit vom Zwischenraum h in geringerem Maße als im anderen Fall. Aus dem angegebenen Grund kennzeichnet sich die erfindungsgemäße Strahlungsdetektorvorrichtung dadurch, daß die außenseitigen Kollimatorplatten 28 dicker ausgebildet sind als die zwischen die betreffenden benachbarten Szintillationselemente 24 eingefügten Kollimatorplatten 26. Wenn die außenseitigen Kollimatorplatten dicker ausgebildet sind, variiert die Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit der Szintillationselemente 24 weniger stark in Abhängigkeit von der Weite des Zwischenraums h. Wenn andererseits die bzw. jede außenseitige Kollimatorplatte 28 dicker ausgebildet ist, kann unweigerlich bzw. eindeutig ein größerer Zwischenraum zwischen den endseitigen Szintillationselementen 24 der Element-Gruppe des einen Detektors 10 und den endseitigen Szintillationselementen 24 des benachbarten oder anschließenden Detektors 10 zugelassen werden. Wenn weiterhin die außenseitige Kollimatorplatte dick ausgebildet ist, muß der Zwischenraum h erweitert werden, um eine Koinzidenz zwischen den Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeiten der endseitigen Szintillationselemente 24 und der anderen, zwischengefügten Szintillationselemente 24 sicherzustellen. In diesem Fall ergeben sich praktische Schwierigkeiten dahingehend, daß die benach-
barten Detektoren 10 für die Erfassung von Röntgenstrahlung in einem größeren Abstand voneinander angeordnet werden müssen. Aus dem obigen Grund wird bevorzugt, daß die Dicke der außenseitigen Kollimatorplatte 28 um das 1,5- bis 2-fache größer ist als diejenige der zwischen die jeweiligen benachbarten Szintillationselemente 24 eingefügten Kollimatorplatten 26.
Bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird angestrebt, die in die äußeren oder endseitigen Szintillationselemente einfallende Röntgenstrahlung durch Vergrößerung der Dicke der außenseitigen Kollimatorplatten 28 wirksamer zu absorbieren. Falls jedoch
1^ die außenseitigen Kollimatorplatten 28 und die zwischen die benachbarten Szintillationselemente 24 eingefügten Kollimatorplatten 26 aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt werden, ist es möglich, die Röntgenstrahlung zu einem anderen Grad als dann zu absorbieren, wenn die Kollimatorplatten 26 und 28 jeweils aus demselben Werkstoff hergestellt sind. Von den verfügbaren Schwermetallen absorbiert W Röntgenstrahlung wirksamer als Mo und Pb. Wenn daher die außenseitigen Kollimatorplatten 28 aus W und die zwisehen die benachbarten Szintillationselemente 24 eingefügten Kollimatorplatten 26 aus Pb hergestellt werden, kann die Röntgenstrahlungs-Meßempfindlichkeit der endseitigen Szintillationselemente entsprechend
reduziert werden.
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Claims (7)

  1. Patentansprüche
    Strahlungsdetektorvorrichtung für die rechnergestützte Tomographie, mit
    einer Anzahl von in einer Kreisform mit einem Zwischenraum (h) zwischen benachbarten Detektoren (10) angeordneten Detektoren (10), von denen jeder
    1^ eine Vielzahl von Szintillationselementen (24), die bei Empfang von Strahlung Lichtstrahlen emittieren,
    eine Vielzahl von zwischen die benachbarten Szintillationselemente (24) eingefügten Kollimatorplatten (26), die jeweils die vom betreffenden Szintillationselement emittierten Lichtstrahlen sammeln, und
    äußere oder außenseitige, an den Außenseiten der beiden die endseitigen Einheiten der Element-Reihe bildenden Szintillatorelemente (24) angeordnete Kollimatorplatten (28), die jeweils die von den endseitigen Szintillatorelementen abgegebenen Lichtstrahlen sammeln, umfaßt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die außenseitigen Kollimatorplatten (28) dicker ausgebildet sind als die zwischen die benachbarten Szintillationselemente (24) eingefügten Kollimatorplatten (26).
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede außenseitige Kollimatorplatte (28) um das 1,5- bis 2-fache dicker ausgebildet ist als jede der zwischen die benachbarten Szintillationselemente eingefügten Kollimatorplatten (26).
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der zwischen die benachbarten Szintillationselemente eingefügten Kollimatorplatten
    (26) eine Dicke von 0,1 mm und jede außenseitige Kollimatorplatte (28) eine Dicke von 0,15 - 0,2 mm besitzt.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die außenseitigen Kollimatorplatten (28) und die zwischen die benachbarten Szintillationselemente (24) eingefügten Kollimatorplatten (26) jeweils aus Pb und die Szintillationselemente (24) aus CdWO. hergestellt sind, die außenseitigen Kollimatorplatten (28) eine Dicke von 0,15 mm besitzen und der Zwischenraum (h) auf 0,13 mm eingestellt ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die außenseitigen Kollimatorplatten (28) und die zwischen die benachbarten Szintillationselemente eingefügten Kollimatorplatten (26) jeweils aus Pb und die Szintillationselemente aus ZnWO. hergestellt sind, die außenseitigen Kollimatorplatten (28) eine Dicke von 0,2 mm besitzen und der Zwischenraum (h) auf 0,31 mm eingestellt ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die außenseitigen Kollimatorplatten (28) aus einem Werkstoff mit einer höheren Strahlungs-Absorptionsleistung als derjenigen des Werkstoffs der zwischen die benachbarten Szintillationselemente (24) eingefügten Kollimatorplatten (26) hergestellt sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (10) mit einer Vielzahl von
    Photodioden (20) zum Umwandeln der von den jeweiligen Szintillationselementen (24) emittierten Lichtstrahlen in elektrische Signale versehen ist.
    20 <■
DE19853516934 1984-05-10 1985-05-10 Strahlungsdetektorvorrichtung fuer die rechnergestuetzte tomographie Granted DE3516934A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59094799A JPS60236632A (ja) 1984-05-10 1984-05-10 第４世代ｃｔ装置

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