DE60037391T2 - Verfahren zum Ausrichten der Auftreffposition von Röntgenstrahlen und Verfahren und Vorrichtung zur Röntgenschichtbildgebung - Google Patents

Verfahren zum Ausrichten der Auftreffposition von Röntgenstrahlen und Verfahren und Vorrichtung zur Röntgenschichtbildgebung Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ausrichtung der Auftreffposition von Röntgenstrahlen und ein tomographisches Röntgenbildgebungsverfahren und Gerät, und genauer gesagt auf ein Verfahren zur Ausrichtung der Auftreffposition von Röntgenstrahlen für ein Gerät zur Röntgenstrahlenemission und -erkennung, welches Röntgenstrahlung, die von einer Röntgenröhre generiert wird, durch einen Kollimator auf einen Röntgendetektor emittiert, sowie auf ein tomographisches Röntgenbildgebungsverfahren zur Durchführung einer Bildgebung, bei der eine Ausrichtung der Auftreffposition von Röntgenstrahlen angewendet wird.
  • Ein Röntgen-CT(Computertomographie)-Gerät, ein Gerät zur Röntgenstrahlenemission und -erkennung, das der Emission von Röntgenstrahlen dient, die von einer Röntgenröhre generiert und durch einen Kollimator auf einen Röntgendetektor emittiert werden, wird um das zu untersuchende Objekt herum gedreht (d. h. tastet dieses ab), und es werden Projektionsdaten für das Objekt gemessen, indem der Röntgenstrahl in einer Vielzahl von Ansichtsrichtungen um das Objekt herum eingesetzt wird, um auf der Grundlage der Projektionsdaten ein tomographisches Bild zu erzeugen (d. h. zu rekonstruieren).
  • Das Röntgenemissionsgerät emittiert einen Röntgenstrahl, der eine Breite, die einen Bildgebungsbereich umfasst, und eine bestimmte Dicke in der Richtung senkrecht zu der Breite aufweist. Die Dicke des Röntgenstrahls wird durch den Grad der Öffnung einer Röntgenstrahlendurchgangsöffnung des Kollimators bestimmt.
  • Das Röntgenerkennungsgerät erkennt einen Röntgenstrahl durch einen Mehrkanal-Röntgendetektor, der aus mehreren Röntgendetektorelementen besteht, die in einer Anordnung in Richtung der Röntgenstrahlenbreite angeordnet sind. Der Mehrfachkanal-Röntgendetektor hat eine Länge (d. h. Breite), die der Röntgenstrahlenbreite in Richtung der Röntgenstrahlenbreite entspricht, und eine Länge (d. h. Dicke), die größer ist als die Röntgenstrahlendicke in Richtung der Röntgenstrahlendicke.
  • Einige Röntgendetektoren bestehen aus einer Röntgendetektorelementanordnung, die zwei Zeilen hat, um Projektionsdaten für zwei Schichten gleichzeitig zu erfassen. Bei solchen Röntgendetektoren sind die zwei Zeilen der Anordnung parallel nebeneinander angeordnet, und der Röntgenstrahl trifft entsprechend in der Dickenrichtung aufgeteilt auf den Detektor auf. Jede Dicke des Röntgenstrahls, der auf jede der zwei Zeilen der Anordnung am Isozentrum des Objekts auftrifft, bestimmt die Schichtdicke des tomographischen Bildes.
  • Bei der Röntgenröhre verschiebt sich ein Röntgenfokus aufgrund von Wärmeausdehnung, die von einem Temperaturanstieg während der Benutzung o. Ä. verursacht wird, was zu einer Verschiebung des Röntgenstrahls in der Dickenrichtung führt, nachdem er die Kollimatoröffnung durchdrungen hat. Wenn der Röntgenstrahl in Dickenrichtung verschoben wird, verändert sich die Verteilungsproportion der Röntgenstrahldicke zwischen den beiden Zeilen der Anordnung und die entsprechenden Schichtdicken für das auf die zwei Serien der Anordnung projizierte Objekt werden ungleich.
  • Daher wird eine Technik angewendet, zu der die Ausstattung der zwei Zeilen der Anordnung mit entsprechenden Referenzkanälen, die Überwachung des Verhältnisses zwischen den Rönt genzählungen an den Referenzkanälen, die Erkennung einer Verschiebung in der Röntgenauftreffsposition, sofern das Verhältnis nicht eins beträgt, und die Anpassung der Kollimatorposition gehört, wodurch die Auftreffposition der Röntgenstrahlen so reguliert wird, dass sie bei einer festen Position bleibt.
  • Da die oben genannte Technik zur Regulierung der Auftreffposition von Röntgenstrahlen allerdings erst gestartet wird, nachdem der Röntgenstrahl ausgeschickt wird und eine Abtastung begonnen wird, stimmt die Auftreffposition von Röntgenstrahlen nicht immer mit einer festen Position unmittelbar nach dem Beginnen der Abtastung überein, oder sie ist meistens von der festen Position verschoben. Folglich besteht das Problem, dass ein Bild, das eingangs erfasst wurde, einer Qualitätsverschlechterung unterworfen ist.
  • Daher zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, ein Verfahren zur Ausrichtung der Auftreffposition von Röntgenstrahlen zu liefern, um eine Auftreffposition von Röntgenstrahlen so einzustellen, dass sie mit einer festen Position vom Anfang der Abtastung übereinstimmt, und ein tomographisches Bildgebungsverfahren und Gerät, welches eine Bildgebung mit solch einer Ausrichtung der Auftreffposition von Röntgenstrahlen durchführt.
  • Dokument US-A-4 991 189 stellt ein tomographisches Bildgebungsverfahren und Gerät zur Ausrichtung der Position eines Kollimators gemäß einer berechneten Röntgenfokusverschiebung vor, für welche die Temperatur der Röntgenröhre und Röntgengantryneigungswinkel und Drehgeschwindigkeit erfasst werden, und dann anhand dieser Parameter eine Fokusverschiebung berechnet wird.
  • Die vorliegende Erfindung wird in unabhängigen Ansprüchen 1 und 6 definiert. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den dazugehörigen Ansprüchen definiert.
  • Es wird bevorzugt, dass die Abtastbedingungen ferner die Röntgenfokusgröße beinhalten, bei der die Röntgenfokusposition richtig vorausgesagt werden kann, wenn die Fokusgröße verändert wird.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detaillierter beschrieben, für welche gilt:
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines Geräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist ein Schema, das eine Detektoranordnung in dem in 1 gezeigten Gerät zeigt.
  • 3 ist ein Schema, welches ein Gerät zur Röntgenstrahlenemission und -erkennung in dem in 1 gezeigten Gerät zeigt.
  • 4 ist ein Schema, welches das Gerät zur Röntgenstrahlenemission und -erkennung in dem in 1 gezeigten Gerät zeigt.
  • 5 ist ein Schema, welches das Gerät zur Röntgenstrahlenemission und -erkennung in dem in 1 gezeigten Gerät zeigt.
  • 6 ist ein Schema, das den Hauptabschnitt der Röntgenröhre in dem in 1 gezeigten Gerät zeigt.
  • 7 ist ein Schema, das die Fokusverschiebung der Röntgenröhre und ihre entsprechende Positionsanpassung des Kollimators bei dem in 1 gezeigten Gerät zeigt.
  • 8 ist ein Schema, das die Fokusverschiebung der Röntgenröhre und ihre entsprechende Positionsanpassung der Detektoranordnung bei dem in 1 gezeigten Gerät zeigt.
  • 9 ist ein Diagramm, das die Abtastbedingungen bei der Kalibrierung des in 1 gezeigten Gerätes zeigt.
  • 10 ist ein Diagramm, das die Abtastbedingungen bei der Kalibrierung des in 1 gezeigten Gerätes zeigt.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden detaillierter unter Verweis auf Ausführungsformen beschrieben, die in den Zeichnungen gezeigt werden. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Röntgen-CT-Geräts, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Konfiguration des Geräts stellt eine Ausführungsform des Geräts gemäß der vorliegenden Erfindung dar, und die Funktionsweise des Geräts stellt eine Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst das Gerät eine Gantry 2, einen Bildgebungstisch 4 und eine Bedienerkonsole 6. Die Gantry 2 ist mit einer Röntgenröhre 20 ausgestattet. Die Röntgenröhre 20 stellt eine Ausführungsform der Röntgenröhre gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Die Röntgenröhre 20 ist mit einem Temperaturdetektor (nicht gezeigt) ausgestattet. Ein Röntgen strahl (nicht gezeigt), der von der Röntgenröhre 20 ausgesendet wird, wird vom Kollimator 22 beispielsweise zu einem fächerförmigen Röntgenstrahl geformt und so ausgerichtet, dass er auf die Detektoranordnung 24 auftrifft. Der Kollimator 22 stellt eine Ausführungsform des Kollimators gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Die Detektoranordnung 24 stellt auch eine Ausführungsform des Röntgendetektors gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Die Detektoranordnung 24 weist eine Vielzahl der Röntgendetektorelemente auf, die in einer Anordnung in der Richtung der Ausbreitung des fächerförmigen Strahls angeordnet sind. Die Konfiguration der Detektoranordnung 24 wird im Folgenden beschrieben.
  • Die Röntgenröhre 20, der Kollimator 22 und die Detektoranordnung 24 bilden zusammen das Gerät zur Röntgenstrahlenemission und -erkennung. Das Gerät zur Röntgenstrahlenemission und -erkennung stellt eine Ausführungsform des Geräts zur Röntgenstrahlenemission und -erkennung gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Die Konfiguration des Geräts zur Röntgenstrahlenemission und -erkennung wird im Folgenden beschrieben. Die Detektoranordnung 24 ist mit dem Datenerfassungsabschnitt 26 zur Erfassung von Daten verbunden, die von den einzelnen Röntgendetektorelementen in der Detektoranordnung 24 erkannt wurden. Der Datenerfassungsabschnitt 26 erfasst auch Temperaturdaten der Röntgenröhre 20.
  • Die Emission des Röntgenstrahls aus der Röntgenröhre 20 wird durch einen Röntgenregler 28 reguliert. Das Verbindungverhältnis zwischen der Röntgenröhre 20 und dem Röntgenregler 28 wird in der Zeichnung vernachlässigt. Der Kollimator 22 wird durch einen Kollimatorregler 30 reguliert. Das Verbindungsverhältnis zwischen Kollimator 22 und Kollimatorregler 30 wird in der Zeichnung vernachlässigt.
  • Die oben beschriebenen Komponenten von der Röntgenröhre 20 bis zum Kollimatorregler 30 werden auf einem Rotationsabschnitt 32 der Gantry 2 getragen. Die Rotation des Rotationsabschnitts 32 wird durch einen Rotationsregler 34 reguliert. Das Verbindungsverhältnis zwischen dem Rotationsabschnitt 32 und dem Rotationsregler 34 wird in der Zeichnung vernachlässigt. Die Gantry 2 ist auch mit einem Neigungsregler 36 zur Regulierung der Neigungsfunktion der Gantry 2 ausgestattet.
  • Der Bildgebungstisch 4 dient dazu, ein Objekt (in 1 nicht gezeigt) in den Röntgenbestrahlungsraum in der Gantry 2 und wieder hinaus zu befördern. Das Verhältnis von Objekt und dem Röntgenbestrahlungsraum wird im Folgenden beschrieben.
  • Die Bedienerkonsole 6 ist mit einer zentralen Verarbeitungseinheit 60 ausgestattet, die beispielsweise aus einem Computer besteht. Die zentrale Verarbeitungseinheit 60 ist mit der Kontrollschnittstelle 62 verbunden, die wiederum mit der Gantry 2 und dem Bildgebungstisch 4 verbunden ist.
  • Die zentrale Verarbeitungseinheit 60 steuert die Gantry 2 und den Bildgebungstisch 4 über die Kontrollschnittstelle 62. Der Datenerfassungsabschnitt 26, der Röntgenregler 28, der Kollimatorregler 30, der Rotationsregler 34 und der Neigungsregler 36 in der Gantry 2 werden über die Kontrollschnittstelle 62 reguliert. Die individuellen Verbindungen zwischen diesen Abschnitten und der Kontrollschnittstelle 62 sind in der Zeichnung vernachlässigt. Die zentrale Verarbeitungseinheit 60 stellt eine Ausführungsform der Fokuspositions-Voraussagemittel gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Ein Abschnitt, der aus zentraler Verarbeitungseinheit 60, Kontrollschnittstelle 62 und Kollimatorregler 30 besteht, stellt eine Aus führungsform der Positionsausrichtungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
  • Die zentrale Verarbeitungseinheit 60 ist auch mit einem Datenerfassungspuffer 64 verbunden, der wiederum mit dem Datenerfassungsabschnitt 26 in der Gantry 2 verbunden ist. Die Daten, die am Datenerfassungsabschnitt 26 erfasst wurden, werden in den Datenerfassungspuffer 64 eingegeben und der Puffer 64 speichert die eingegebenen Daten zeitweilig.
  • Die zentrale Verarbeitungseinheit 60 ist auch mit einer Speichervorrichtung 66 zur Speicherung sämtlicher Daten, rekonstruierter Bilder, Programme usw. verbunden. Die zentrale Verarbeitungseinheit 60 ist außerdem mit einer Displayvorrichtung 68, welche das rekonstruierte Bild und andere Informationen anzeigt, die von der zentralen Verarbeitungseinheit 60 ausgegeben werden, und einer Betriebsvorrichtung 70 verbunden, die von einem menschlichen Bediener bedient wird, um sämtliche Befehle und Informationen in die zentrale Verarbeitungseinheit 60 einzugeben.
  • 2 illustriert schematisch die Konfiguration der Detektoranordnung 24. Die Detektoranordnung 24 besteht aus zwei Zeilen der Mehrkanal-Röntgendetektoren 242 und 244, bei welchen die Vielzahl (z. B. in der Größenordnung von 1000) der Röntgendetektorelemente 24(i) in einer Bogenform angeordnet ist. Das Referenzsymbol ,i' kennzeichnet einen Kanalindex und es gilt beispielsweise i = 1–1000. Die Röntgendetektoren 242 und 244 sind parallel nebeneinander angeordnet. Eine bestimmte Anzahl von Kanälen an beiden Enden der Detektoranordnung 24 wird als Referenzkanäle für jede Zeile verwendet. Die Referenzkanäle liegen außerhalb des Bereichs, innerhalb dessen das Objekt bei der Bildgebung projiziert wird.
  • 3 illustriert die Beziehung zwischen der Röntgenröhre 20, dem Kollimator 22 und der Detektoranordnung 24 beim Gerät zur Röntgenstrahlenemission und -erkennung. 3(a) ist eine Vorderansicht und (b) ist eine Seitenansicht. Drei zueinander orthogonal in einem geometrischen Raum liegende Koordinatenachsen, der vom Gerät zur Röntgenstrahlenemission und -erkennung gebildet wird, werden mit x, y und z gekennzeichnet. Diese Symbole werden ebenso in den folgenden Zeichnungen verwendet. Wie in 3 wird der Röntgenstrahl, der von der Röntgenröhre 20 ausgesendet wird, vom Kollimator 22 zu einem fächerförmigen Röntgenstrahl 40 geformt, und dieser trifft auf die Detektoranordnung 24 auf. In 3(a) wird die Ausbreitung des fächerförmigen Röntgenstrahls 40, die Breite des Röntgenstrahls, 40 illustriert. Die Fächeroberfläche des Röntgenstrahls 40 verläuft parallel zur xy-Ebene. In 3(b) wird die Dicke des Röntgenstrahls 40 illustriert. Der Röntgenstrahl 40 trifft auf die zwei Zeilen der Röntgendetektoren 242 und 244 auf, wobei seine Dicke gleich verteilt ist. Die Dickenrichtung des Röntgenstrahls 40 ist identisch mit der z-Richtung. Die z-Richtung ist ebenfalls identisch mit der Richtung der Rotationsachse des Geräts zur Röntgenstrahlenemission und -erkennung.
  • Wie in 4 beispielhaft gezeigt wird, wird das Objekt 8, welches auf dem Bildgebungstisch platziert wird, in den Röntgenbestrahlungsraum getragen, wobei sich die Körperachse des Objekts mit der fächerförmigen Oberfläche des Röntgenstrahls 40 überschneidet. Die Körperachse des Objekts 8 entspricht der z-Richtung. Ein Projektionsbild des Objekts 8, welches vom Röntgenstrahl 40 durchquert wird, wird auf die Detektoranordnung 24 projiziert. Eine Hälfte der Dicke des Röntgenstrahls 40 am Isozentrum des Objekts 8 ergibt jede der zwei Schichdicken 'th' des Objekts 8. Die Schichtdicke 'th' wird durch eine Öffnung des Kollimators 22 bestimmt.
  • In 5 wird ein schematisches Diagramm gezeigt, welches den Auftreffzustand des Röntgenstrahls auf die Detektoranordnung 24 detaillierter illustriert. Wie gezeigt wird, kann die Schichtdicke ,th' der Projektionsbilder an den Röntgendetektoren 242 und 244 reduziert werden, indem die Kollimatorblocks 220 und 222 in Kollimator 22 in einer Richtung verschoben werden, so dass die Öffnung enger wird. Ebenso kann die Schnittdicke ,th' des Projektionsbildes erhöht werden, wenn die Kollimatorblocks 220 und 222 in eine Richtung bewegt werden, so dass die Öffnung erweitert wird. Wenn beide Kollimatorblocks 220 und 222, welche die Schichtdicke 'th' definieren, gleichzeitig in z-Richtung bewegt werden, wobei deren relatives proportionales Verhältnis beibehalten wird, kann die z-Auftreffposition auf der Detektoranordnung 24 angepasst werden.
  • Solche eine Anpassung der Schichtdicke und der Auftreffposition wird mit Hilfe des Kollimatorreglers 30 durchgeführt. Die z-Auftreffposition wird auf der Grundlage des Ausgangsverhältnisses zwischen den jeweiligen Referenzkanälen der zwei Zeilen der Detektoranordnung 24 bestimmt, und die Position des Kollimators 22 wird auf der Grundlage des erkannten Signals angepasst, so dass die Schichtdicken zwischen den zwei Zeilen der Detektoranordnung angeglichen werden. So wird die Veränderung der Auftreffposition mit einer Verschiebung des Fokus an der Röntgenröhre korrigiert und es wird bewirkt, dass der Röntgenstrahl 40 konstant auf eine feste Position auftrifft. Diese Funktion wird im Folgenden als Autokollimator bezeichnet.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die z-Auftreffposition angepasst werden kann, indem die Detektoranordnung 24 in z-Richtung in Relation zum Kollimator 22 verschoben wird, wie es von dem gestrichelten Pfeil in 5 angezeigt wird, anstatt die Kolimatorblocks 220 und 222 zu bewegen. So können zwei Mechanismen zur Anpassung der Schichtdicke und der Regulierung der Auftreffposition in Dickenrichtung getrennt werden, wodurch eine Auffächerung der Regulierung ermöglicht wird. Andererseits können die Kontrollmechanismen als eine Einheit integriert werden, wenn die gesamte Kontrolle nur durch den Kollimator 22 ausgeführt wird, wie zuvor beschrieben, so dass der Anforderung Rechnung getragen wird, die Konfiguration zu vereinfachen. Es wird leicht nachzuvollziehen sein, dass diese beiden Mittel kombiniert werden können, um eine Ausrichtung der Auftreffposition zu erzielen.
  • Das Gerät zur Röntgenstrahlenemission und -erkennung, welches aus Röntgenröhre 20, Kollimator 22 und Detektoranordnung 24 besteht, dreht sich um die Körperachse des Objekts 8 (d. h. es handelt sich um eine axiale Abtastung), wobei deren Verhältnis beibehalten wird. Projektionsdaten für das Objekt werden bei einer Vielzahl (z. B. in der Größenordnung von 1000) von Ansichtswinkeln pro Abtastungsumdrehung erfasst. Die Erfassung der Projektionsdaten wird von einer Linie durchgeführt, die aus der Detektoranordnung 24, dem Datenerfassungsabschnitt 26 und dem Datenerfassungspuffer 64 besteht.
  • Auf der Grundlage der Projektionsdaten für zwei Schichten, die im Datenerfassungspuffer 64 gesammelt werden, erzeugt die zentrale Verarbeitungseinheit 60 tomographische Bilder für die zwei Schichten durch, d. h. führt eine Bildrekonstruktion durch. Die Bildrekonstruktion wird durchgeführt, indem die Projektionsdaten für beispielsweise 1000 Ansichten verarbeitet werden, die im Zuge einer Abtastung während einer Umdrehung erfasst werden, wobei beispielsweise eine gefilterte Rückprojektionstechnik verwendet wird.
  • Die Gantry 2 wird durch den Neigungsregler 36 geneigt, die Rotationsachse des Geräts zur Röntgenstrahlenemission und -erkennung (d. h. die z-Achse) wird gegenüber der Körperachse des Objekts 8 geneigt. Dies erlaubt in der Zeichnung von 4 die geneigte Abtastung der Schichtebene im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn.
  • Außerdem wird ein Durchdringungsbild des Objekts 8 erfasst, indem ein Röntgenstrahl ausgesendet wird, wobei die Rotation des Geräts zur Röntgenstrahlenemission und -erkennung gestoppt wird, und Projektionsdaten erfasst werden, während der Bildgebungstisch 4 in Richtung der Körperachse des Objekts 8 bewegt wird. Solch eine Durchdringungsbildgebung wird manchmal als stationäre Abtastung bezeichnet. Das Durchdringungsbild kann als Frontalbild, Seitenbild oder schräges Seitenbild bei einem beliebigen Winkel erfasst werden, welches der Position der Röntgenröhre 20 im Rotationsorbit entspricht. Die Position der Röntgenröhre 20 im Rotationsorbit wird bei der Durchdringungsbildgebung durch einen Winkel (d. h. einem Azimut) im Verhältnis zur y-Richtung angegeben.
  • 6 zeigt schematisch die Konfiguration eines Hauptabschnittes der Röntgenröhre 20, wobei (a) eine Vorderansicht und (b) eine Seitenansicht ist. Wie gezeigt wird, sind eine Rotationsanode 200 und eine Kathode 202 vorhanden, die sich innerhalb einer luftleeren Röhre (nicht gezeigt) gegenüber liegen. Zwischen der Rotationsanode 200 und der Kathode 202 wird eine zuvor festgelegte Hochspannung angewendet. Die Ro tationsanode 200 wird durch einen Antriebsabschnitt (nicht gezeigt) angetrieben, so dass sie sich bei einer hohen Geschwindigkeit dreht. Die Rotationsanode 200 weist eine geneigte Oberfläche auf, welche der Kathode 202 gegenüberliegt und auf welche ein Elektronenstrahl von der Kathode 202 ausgesendet wird, um durch die Kollisionsenergie des Elektronenstrahls einen Röntgenstrahl 40 zu generieren.
  • Der Auftreffbereich des Elektronenstrahls auf der Oberfläche der Rotationsanode 200 kann zwischen zwei Bereichen umgestellt werden, d. h. einem kleinen Bereich 204 und einem großen Bereich 204', indem beispielsweise die Kathode 202 umgeschaltet wird. Der kleine Bereich 204 bildet einen kleinen Röntgenfokus zur Generierung des Röntgenstrahls 40 und der große Bereich 204' bildet einen großen Röntgenfokus zur Generierung des Röntgenstrahls 40'. Der Röntgenfokus wird im Folgenden einfach als Fokus bezeichnet.
  • Durch die Kollisionsenergie des Elektronenstrahls wird die Temperatur der Rotationsanode 200, und damit die Temperatur der Röntgenröhre, erhöht. Die Temperatur der Röntgenröhre 20 steigt entsprechend der Zeitdauer der Röntgenbestrahlung. Der Temperaturanstieg wird von Wärmeausdehnung begleitet, durch welche die z-Position des Fokus verschoben wird. Die Richtung der Verschiebung ist identisch mit der Richtung, in welche die Rotationsachse der Rotationsanode 200 verläuft, die als „+(Plus)-Richtung" bezeichnet wird, wobei die entgegengesetzte Richtung als „–(Minus)-Richtung" bezeichnet wird.
  • Obgleich der absolute Wert der Verschiebung gering ist, erscheint er auf der Röntgenauftreffoberfläche der Detektoranordnung 24 als eine beträchtliche Verschiebungsstrecke, da die Verschiebung durch optischen Hebelkraft mit einem Dreh punkt der Kollimatoröffnung vergrößert wird. Dasselbe gilt für die Fokusverschiebung aufgrund von anderen Faktoren, wie unten beschrieben wird.
  • Die z-Verschiebung des Fokus resultiert auch aus einer Neigung der Gantry 2. Insbesondere wenn die Gantry 2 in 4 entgegen dem Uhrzeigersinn (d. h. in (+)-Richtung) geneigt wird, wird der Fokus beispielsweise in (+)-Richtung verschoben, und wenn die Gantry 2 im Uhrzeigersinn (d. h. in (–)-Richtung) geneigt wird, wird der Fokus beispielsweise in die (–)-Richtung verschoben. Außerdem wird die z-Position des Fokus durch die Rotationsgeschwindigkeit der Gantry 2 während einer Abtastung beeinflusst. Insbesondere verschiebt sich der Fokus beispielsweise in (+)-Richtung, wenn die Rotationsgeschwindigkeit hoch wird, d. h. die Abtastzeit kurz wird, da die Zentrifugalkraft aufgrund der Rotation der Gantry 2 auf die Röntgenröhre 20 einwirkt und die Kraft sich je nach Rotationsgeschwindigkeit verändert.
  • Außerdem verschiebt sich die z-Position des Fokus aufgrund der Neigung der Elektronenstrahl-Auftreffoberfläche der Rotationsanode 200, wenn der Fokus durch die Veränderung der Elektronenstrahl-Auftreffoberfläche auf der Rotationsanode 200 zwischen groß und klein verstellt wird, wie in 6 gezeigt. Zusätzlich wird die z-Position des Fokus bei der Durchführung einer stationären Abtastung vom Azimut der Röntgenröhre 20 beeinflusst, wenn auch nicht von der Abtastzeit. Insbesondere wenn der Azimut 0° beträgt, tritt beispielsweise in (+)-Richtung die maximale Verschiebung ein, und wenn der Azimut 180° beträgt, tritt beispielsweise in (–)-Richtung die maximale Verschiebung ein. Ebenso resultiert ein Azimut zwischen 0° und 180° in einer dazwischen liegenden Verschiebung.
  • Die z-Position des Fokus wird demnach durch die Faktoren verändert, zu denen mindestens die Temperatur der Röntgenröhre 20, der Neigungswinkel der Gantry 2, die Abtastzeit, die Fokusgröße (groß oder klein) und der Azimut gehört. Daher sagt die zentrale Verarbeitungseinheit 60 die Fokusverschiebung auf der Grundlage dieser Faktoren zu Beginn einer Abtastung voraus und berechnet die z-Offset-Strecke des Kollimators 22, so dass die Auftreffposition des Röntgenstrahls 40 mit einer festen Position der Detektoranordnung 24 übereinstimmt. Alternativ kann, wenn ein Mechanismus zur Anpassung der Position der Detektoranordnung 24 vorhanden ist, die z-Offset-Strecke der Detektoranordnung 24 berechnet werden, so dass die Auftreffposition des Röntgenstrahls 40 mit der festen Position der Detektoranordnung 24 übereinstimmt. Die Position des Kollimators 22 (und/oder die Position der Detektoranordnung 24) wird dann gemäß dem berechneten Wert angepasst und die Abtastung wird gestartet.
  • 7 zeigt ein Diagramm, welches das Konzept der Fokusverschiebung und der entsprechenden Positionsanpassung des Kollimators darstellt. Was 7 anbelangt, wird ein Standardzustand als der Zustand definiert, bei dem der Fokus bei einer Position 206 auf einer Normlinie liegt, die von z-Zentrum der Detektoranordnung 24 ausgeht, und eine Standardkollimatorposition wird als Position 230 des Kollimators 22 definiert, durch welche der Röntgenstrahl 40 auf das Zentrum der Detektoranordnung 24 im Standardzustand auftrifft.
  • Wenn der Fokus von dem Standardzustand zu einer Position 206' in die linke (+)-Richtung in der Zeichnung verschoben wird, muss der Kollimator 22 von der Standardposition 230 zu einer Position 230' in (+)-Richtung verschoben werden, um zu bewirken, dass der Röntgenstrahl 40', welcher von ihm ausgeht, auf das Zentrum der Detektoranordnung 24 auftrifft. Ebenso muss, wenn der Fokus von dem Standardzustand zu einer Position 206'' in die rechte (–)-Richtung in der Zeichnung verschoben wird, der Kollimator 22 von der Standardposition 230 zu einer Position 230'' in (-)-Richtung verschoben werden, um zu bewirken, dass der Röntgenstrahl 40'', welcher von ihm ausgeht, auf das Zentrum der Detektoranordnung 24 auftrifft. Der Offset-Abstand Z des Kollimators ist proportional zur Fokusverschiebungsstrecke z, wie sie durch die folgende Gleichung angegeben wird: Z = G1·z, (1)wobei die Proportionskonstante G1 (Verstärkung) ein positiver Wert ist, der weniger als 1 beträgt.
  • 8 zeigt ein Diagramm, welches das Konzept der Fokusverschiebung und der entsprechenden Positionsanpassung der Detektoranordnung darstellt. Wenn der Fokus von dem Standardzustand zu einer Position 206' in die linke (+)-Richtung in der Zeichnung verschoben wird, muss die Detektoranordnung 24 von der Standardposition 230 zu einer Position 230' in (+)-Richtung verschoben werden, um zu bewirken, dass der ausgehende Röntgenstrahl 40' auf das Zentrum der Detektoranordnung 24 auftrifft. Ebenso muss, wenn der Fokus von dem Standardzustand zu einer Position 206'' in die rechte (–)-Richtung in der Zeichnung verschoben wird, die Detektoranordnung 24 von der Standardposition 230 zu einer Position 230'' in (–)-Richtung verschoben werden, um zu bewirken, dass der ausgehende Röntgenstrahl 40'' auf das Zentrum der Detektoranordnung 24 auftrifft. Der Offset-Abstand Z der Detektoranordnung ist proportional zur Fokusverschiebungsstrecke z, wie sie durch die folgende Gleichung angegeben wird: Z = G2·z, (2)wobei die Proportionskonstante G2 (Verstärkung) ein negativer Wert ist, dessen absoluter Wert größer als 1 ist.
  • Die Erfinder haben entdeckt, dass bei einer Axialabtastung die Fokusverschiebungsstrecke und die zuvor erwähnten Faktoren das folgende Verhältnis aufweisen:
    Figure 00170001
    wobei gilt:
  • T:
    Temperatur der Röntgenröhre im Prozentverhältnis zum Betriebstemperaturbereich
    T1:
    oberer Grenzwert des Temperaturbereichs, z. B. 90%,
    T2:
    unterer Grenzwert des Temperaturbereichs, z. B. 10%,
    U:
    Neigungswinkel
    U1:
    oberer Grenzwert des Neigungswinkels in (+)-Richtung, z. B. 30°,
    U2:
    oberer Grenzwert des Neigungswinkels in (–)-Richtung, z. B. 30°,
    V:
    Abtastzeit
    V1:
    längste Abtastzeit, z. B. 3 Sekunden,
    V2:
    kürzeste Abtastzeit, z. B. 0,8 Sekunden
    W:
    Fokusgröße, "groß" = 1 und „klein" = 0, und
    a, b, c, d, k:
    Konstanten
  • Die Erfinder haben auch entdeckt, dass bei einer stationären Abtastung die Fokusverschiebungsstrecke und die zuvor erwähnten Faktoren das folgende Verhältnis aufweisen:
    Figure 00180001
    wobei gilt:
  • T:
    Temperatur der Röntgenröhre im Prozentverhältnis zum Betriebstemperaturbereich,
    T1:
    oberer Grenzwert des Temperaturbereichs, z. B. 90%,
    T2:
    unterer Grenzwert des Temperaturbereichs, z. B. 10%,
    U:
    Neigungswinkel
    U1:
    oberer Grenzwert des Neigungswinkels in (+)-Richtung, z. B. 30°,
    U2:
    oberer Grenzwert des Neigungswinkels in (-)-Richtung, z. B. 30,
    X:
    Azimut,
    W:
    Fokusgröße, "groß" = 1 und „klein" = 0, und
    a', b', c', d', k':
    Konstanten.
  • Die zentrale Verarbeitungseinheit 60 sagt die Fokusverschiebungsstrecke z bei einer Axialabtastung gemäß Gleichung (3) und bei einer stationären Abtastung gemäß Gleichung (4) voraus, berechnet die Strecke z, um die der Kollimator 22 bewegt werden soll, gemäß Gleichung (1), wobei der vorhergesagte Wert verwendet wird, und führt über den Kollimatorregler 30 auf der Grundlage der berechneten Strecke Z eine Positionsanpassung durch. Es sei darauf hingewiesen, dass die Strecke Z gemäß Gleichung (2) berechnet wird, wenn die Position der Detektoranordnung 24 angepasst werden soll.
  • Da allerdings Gleichung (1) den Fall darstellt, bei dem die Anfangsposition des Kollimators 22 mit der Standardposition übereinstimmt, wird die Offset-Strecke Z' des Kollimators 22 im Allgemeinen unter Verwendung der unten angegebenen Gleichung (5) berechnet, die eine Verschiebung z0 der aktuellen Position des Kollimators 22 von der Standardposition beinhaltet. Es sei darauf hingewiesen, dass die aktuelle Position des Kollimators 22 von der zentralen Verarbeitungseinheit 60 ständig überwacht wird. Dasselbe gilt für den Fall, in dem die Position der Detektoranordnung 24 angepasst werden soll. Z' = G1·z – z0 (5)
  • Die Erfinder haben außerdem Gleichungen zur direkten Berechnung der Offset-Strecke des Kollimators 22 auf der Grundlage der zuvor genannten Faktoren gefunden, wie sie unten angegeben wird. Obwohl die Fokusverschiebung in den untenstehenden Gleichungen nicht spezifisch unterschieden wird, ist offensichtlich, dass die Vorhersage der Fokusverschiebung miteingeschlossen ist.
  • In Bezug auf eine Axialabtastung Z' = AT + BU + CV + DW – K – z0 (6)wobei gilt:
  • A, B, C, D, K
    = Konstanten.
  • In Bezug auf eine stationäre Abtastung: Z' = AT + BU + CX + DW – K – z0 (7)wobei gilt:
  • A, B, C, D, K
    = Konstanten.
  • Die Konstanten A–K können durch die Kalibrierung des vorliegenden Geräts gewonnen werden. Die Kalibrierung wird durch Abtastungen durchgeführt, bei denen die Abtastbedingungen eine nach der anderen differenziert werden. Es wird leicht nachvollziehbar sein, dass die Kalibrierungsabtastungen ausgeführt werden, ohne dass das Objekt 8 getragen wird.
  • Die Reihenfolge der Abtastungen und deren jeweilige Bedingungen für die Axialabtastung werden in einer Tabelle in 9 auf beispielhafte Weise gezeigt. Zunächst wird der Kollimator 22 an die Standardposition angepasst und eine erste Abtastung 1 wird in diesem Zustand durchgeführt. Wie in der Tabelle gezeigt, sind die Abtastbedingungen wie folgt: die Temperatur der Röntgenröhre liegt unter 10% des Betriebstemperaturbereichs, der Neigungswinkel beträgt –30°, die Abtastzeit beträgt 3 Sekunden und die Fokusgröße ist „klein". Die Abtastung wird mit der Autokollimator-Funktion durchgeführt. So wird die Position des Kollimators 22 automatisch so angepasst, dass sich die Auftreffposition des Röntgenstrahls 40 bei einer festen Position befindet. Dann wird nach der automatischen Anpassung eine Kollimatorposition Z1 gewonnen. Z1 stellt die Fokusposition dar, die von den Abtastbedingungen für Abtastung 1 beeinflusst wird.
  • Als nächstes wird eine Abtastung 2 durchgeführt. Die Abtastbedingungen sind dieselben wie bei Abtastung 1, abgesehen da von, dass der Neigungswinkel +30° beträgt. Anhand dieser Abtastung wird eine Position Z2 des Kollimators 22 gewonnen, nachdem diese durch den Autokollimator automatisch angepasst worden ist. Z2 stellt die Fokusposition dar, die von den Abtastbedingungen für die Abtastung 2 beeinflusst ist, und unterscheidet sich von Z1 nur in dem Effekt des Neigungswinkels.
  • Als nächstes wird eine Abtastung 3 durchgeführt. Die Abtastbedingungen sind dieselben wie bei Abtastung 2, abgesehen davon, dass die Fokusgröße „groß" ist. Anhand dieser Abtastung wird eine Position Z3 des Kollimators 22 gewonnen, nachdem diese durch den Autokollimator automatisch angepasst worden ist. Z3 stellt die Fokusposition dar, die von den Abtastbedingungen für die Abtastung 3 beeinflusst ist, und unterscheidet sich von Z2 nur in dem Effekt der Fokusgröße.
  • Als nächstes wird eine Abtastung 4 durchgeführt. Die Abtastbedingungen sind dieselben wie bei Abtastung 3, abgesehen davon, dass die Abtastzeit 0,8 Sekunden beträgt. Anhand dieser Abtastung wird eine Position Z4 des Kollimators 22 gewonnen, nachdem diese durch den Autokollimator automatisch angepasst worden ist. Z4 stellt die Fokusposition dar, die von den Abtastbedingungen für die Abtastung 4 beeinflusst ist, und unterscheidet sich von Z3 nur in dem Effekt der Abtastzeit.
  • Nach diesen Abtastungen wird kontinuierlich eine Leerlaufabtastung durchgeführt, um die Temperatur der Röntgenröhre zu erhöhen. Während der Leerlaufabtastung wird die Autokollimator-Funktion nicht angewendet. Wenn die Temperatur der Röntgenröhre mehr als 90% des Betriebtemperaturbereiches erreicht, wird eine Abtastung 5 durchgeführt. Die Abtastbedingungen sind dieselben wie bei Abtastung 4, abgesehen davon, dass die Temperatur der Röntgenröhre höher als 90% des Betriebstemperaturbereichs ist. Anhand dieser Abtastung wird eine Position Z5 des Kollimators 22 gewonnen, nachdem diese durch den Autokollimator automatisch angepasst worden ist. Z5 stellt die Fokusposition dar, die von den Abtastbedingungen für die Abtastung 5 beeinflusst ist, und unterscheidet sich von Z4 nur in dem Effekt der Temperatur der Röntgenröhre 20 Die so gewonnenen Daten Z1–Z5 werden verwendet, um die Konstanten A–K gemäß den folgenden Gleichungen zu berechnen:
    Figure 00220001
    wobei T1, T2, U1, U2, v1 und V2 denen in Gleichung (3) entsprechen.
  • Die Reihenfolge der Abtastungen und deren jeweilige Bedingungen für die stationäre Abtastung werden in einer Tabelle in 10 auf beispielhafte Weise gezeigt. Zunächst wird der Kollimator 22 an die Standardposition angepasst und eine erste Abtastung 1 wird in diesem Zustand durchgeführt. Wie in der Tabelle gezeigt, sind die Abtastbedingungen wie folgt: die Temperatur der Röntgenröhre liegt unter 10% des Betriebstemperaturbereichs, der Neigungswinkel beträgt –30°, der Azimut ist 0° und die Fokusgröße ist „klein". Die Abtastung wird mit der Autokollimator-Funktion durchgeführt. So wird die Po sition des Kollimators 22 automatisch so angepasst, dass die Auftreffposition des Röntgenstrahls 40 bei einer festen Position liegt. Dann wird nach der automatischen Anpassung eine Kollimatorposition Z1 gewonnen.
  • Als nächstes wird eine Abtastung 2 durchgeführt. Die Abtastbedingungen sind dieselben wie bei Abtastung 1, abgesehen davon, dass der Neigungswinkel +30° beträgt. Anhand dieser Abtastung wird eine Position Z2 des Kollimators 22 gewonnen, nachdem diese durch den Autokollimator automatisch angepasst worden ist.
  • Als nächstes wird eine Abtastung 3 durchgeführt. Die Abtastbedingungen sind dieselben wie bei Abtastung 2, abgesehen davon, dass die Fokusgröße „groß" ist. Anhand dieser Abtastung wird eine Position Z3 des Kollimators 22 gewonnen, nachdem diese durch den Autokollimator automatisch angepasst worden ist.
  • Als nächstes wird eine Abtastung 4 durchgeführt. Die Abtastbedingungen sind dieselben wie bei Abtastung 3, abgesehen davon, dass der Azimut 180° beträgt. Anhand dieser Abtastung wird eine Position Z4 des Kollimators 22 gewonnen, nachdem diese durch den Autokollimator automatisch angepasst worden ist.
  • Nach diesen Abtastungen wird die Röntgenbestrahlung kontinuierlich durchgeführt, um die Temperatur der Röntgenröhre zu erhöhen. Während dieser Zeit wird die Autokollimator-Funktion nicht angewendet. Wenn die Temperatur der Röntgenröhre mehr als 90% des Betriebtemperaturbereiches erreicht, wird eine Abtastung 5 durchgeführt. Die Abtastbedingungen sind dieselben wie bei Abtastung 4, abgesehen davon, dass die Temperatur der Röntgenröhre höher als 90% des Betriebstemperaturbereichs beträgt. Anhand dieser Abtastung wird eine Position Z5 des Kollimators 22 gewonnen, nachdem diese durch den Autokollimator automatisch angepasst worden ist.
  • Die so gewonnenen Daten Z1–Z5 werden verwendet, um die Konstanten A–K gemäß den folgenden Gleichungen zu berechnen:
    Figure 00240001
    wobei T1, T2, U1, U2, v1 und V2 denen in Gleichung (3) entsprechen.
  • Gleichungen (5), (6) und (7) stellen jeweils den Fall dar, bei dem der Röntgenstrahl 40 so ausgesendet wird, dass die Schichtdicke an den beiden Detektorzeilen angeglichen wird, wenn allerdings das Schichtdickeverhältnis der beiden Detektorzeilen im Allgemeinen in (n = 1) beträgt, kann eine Korrektur zur Verschiebung der Position des Kollimators 22 zu der Seite, welche ein größeres Schichtdickeverhältnis hat, um eine Strecke 'zn' durchgeführt werden, die wie folgt gegeben ist.
    Figure 00240002
    wobei gilt:
  • M
    = Gesamtbreite der Kollimatoröffnung.
  • Nun wird die Betriebsweise des vorliegenden Geräts beschrieben. Der Betrieb des Geräts erfolgt unter der Kontrolle durch die zentrale Verarbeitungseinheit 60 auf der Grundlage der Befehle, die von einem menschlichen Bediener gegeben werden. Der Bediener gibt die Bildgebungsbedingungen über die Betriebsvorrichtung 70 ein. Die Bildgebungsbedingungen umfassen die Röhrenspannung, die Röhrenstromstärke, die Schichtdicke, die Schichtposition, den Neigungswinkel, die Abtastzeit, die Fokusgröße usw. Bei einer stationären Abtastung wird statt der Abtastzeit der Azimut berücksichtigt. Obgleich die Beschreibung im Folgenden unter Bezugnahme auf eine Axialabtastung durchgeführt wird, gilt dasselbe auch für eine stationäre Abtastung. Außerdem trifft, obwohl die Beschreibung unter Bezugname auf den Fall durchgeführt wird, bei dem die Position des Kollimators 22 angepasst wird, dasselbe auch auf den Fall der Anpassung der Position der Detektoranordnung 24 oder den Fall der Anpassung der Positionen des Kollimators 22 und der Detektoranordnung 24 zu.
  • Die zentrale Verarbeitungseinheit 60 sagt die z-Position des Fokus der Röntgenröhre 20 zu Beginn einer Abtastung anhand der Abtastbedingungen und den Temperaturmessungen der Röntgenröhre auf der Grundlage von Gleichung (3) voraus und berechnet die z-Position Z' des Kollimators 22 anhand von Gleichung (5). Alternativ kann die z-Position Z' des Kollimators 22 direkt auf der Grundlage von Gleichung (6) berechnet werden.
  • Als nächstes wird auf der Grundlage eines vom Benutzer ausgegebenen Befehls der Bildgebungstisch 4, welcher das Objekt 8 trägt, positioniert, und nachfolgend wird der Rotationsabschnitt 32 der Gantry 2 gedreht und es wird ein Röntgenstrahl ausgesendet, um eine Axialabtastung zu beginnen. Da die z-Position Z' des Kollimators 22 zu Beginn der Abtastung entsprechend der Fokusposition z der Röntgenröhre 20 angepasst worden ist, trifft der Röntgenstrahl 40 von Beginn der Abtastung an auf eine feste Position auf der Detektoranordnung 24 auf. Zusätzlich wird die Auftreffposition durch die Autokollimator-Funktion in Bezug auf die Fokusverschiebung aufgrund des Temperaturanstieges der Röntgenröhre, welche vom Beginn der Abtastung auftritt, stabilisiert.
  • Die zentrale Verarbeitungseinheit 60 führt eine Bildrekonstruktion auf der Grundlage der Daten durch, die während der Abtastung erfasst wurden. Die Bildrekonstruktion wird durchgeführt, indem Ansichtsdaten mit Hilfe einer Technik wie der gefilterten Rückprojektion verarbeitet werden. Durch die Bildrekonstruktion wird ein tomographisches Bild vom Objekt 8 erzeugt. Da der Röntgenstrahl von Anfang an auf eine feste Position auf der Detektoranordnung 24 auftrifft, kann das rekonstruierte Bild von Anfang an mit einer guten Qualität erfasst werden.
  • Da die Detektoranordnung 24 über zwei parallele Zeilen von Röntgendetektoren verfügt, können während einer Abtastung gleichzeitig tomographische Bilder für zwei nebeneinander liegende Schichten erfasst werden. Dadurch wird die Effizienz bei der Durchführung einer Mehrschichtabtastung oder einer Spiralabtastung verbessert. Das rekonstruierte Bild wird auf der Anzeigevorrichtung 68 angezeigt und auch in der Speichervorrichtung 66 gespeichert.
  • So wird vor dem Beginn einer Abtastung die Fokusposition der Röntgenröhre 20 vorhergesagt und die Eingangsposition des Kollimators etc. wird so angepasst, dass der Röntgenstrahl 40 auf eine feste Position auf der Detektoranordnung auftrifft. Es ist vorzuziehen, wenn solch eine Positionsanpassung durchgeführt wird, wann immer die Abtastverweildauer beispielsweise mehr als eine Stunde beträgt, um ein Bild mit guter Qualität zu gewinnen. Selbst wenn die Verweildauer eine Stunde nicht übersteigt, sollte die Positionsanpassung durchgeführt werden, wenn die Temperatur der Röntgenröhre unter 10% des Betriebstemperaturbereiches fällt.
  • Außerdem wird in anderen Fällen empfohlen, die Positionsanpassung durchzuführen, wenn der Unterschied zwischen einem vorhergesagten Offsetwert, der anhand der zu verwendenden Abtastbedingungen gewonnen wurde, und einem vorhergesagten Offsetwert, der anhand der zuvor verwendeten Abtastbedingungen gewonnen wurde, einen bestimmten Schwellenwert übersteigt. Ferner wird bevorzugt, dass die Positionsanpassung jedes Mal durchgeführt wird, wenn eine Bildgebungsserie oder Untersuchung geändert wird, um stets Bilder von guter Qualität zu erhalten.
  • Obwohl in der vorangegangenen Beschreibung auf eine Detektoranordnung Bezug genommen wird, die aus zwei Röntgendetektorzeilen besteht, kann sie aus mehreren Zeilen, z. B. drei oder mehr Zeilen, bestehen, oder es kann sich dabei natürlich auch um eine Detektoranordnung mit einer Zeile handeln.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Ausrichtung der Auftreffposition von Röntgenstrahlen für die tomographische Bildgebung durch die Abtastung eines Objekts unter Verwendung eines Geräts zur Röntgenstrahlemission und -erkennung zum Zwecke der Aussendung eines von einer Röntgenröhre (20) generierten Röntgenstrahls durch einen Kollimator (22) auf einen Röntgendetektor (24) hin, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Erfassung einer Temperatur der Röntgenröhre (20), eines Neigungswinkels des Geräts zur Röntgenstrahlemission und -erkennung, einer Abtastzeit und eines Azimutwinkels des Geräts zur Röntgenstrahlemission und -erkennung; selektive Berechnung einer Röntgenfokusverschiebung an der Röntgenröhre (20) auf der Grundlage der erfassten Temperatur und des erfassten Neigungswinkels, und im Falle einer stationären Abtastung des Azimutwinkels, sowie der Abtastzeit im Falle einer Axialabtastung; Anpassung einer Position des Kollimators (22) und/oder einer Position des Röntgendetektors (24) in Übereinstimmung mit der berechneten Röntgenfokusverschiebung, so dass der von der Röntgenröhre (20) generierte Röntgenstrahl auf eine festgelegte Position auf dem Röntgendetektor (24) auftrifft.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem ferner die Röntgenfokusgröße erfasst wird und dadurch gekennzeichnet, dass der Berechnungsschritt ferner auf der gewonnenen Röntgenfokusgröße beruht.
  3. Röntgentomographisches Bildgebungsverfahren zur tomographischen Bildgebung durch die Abtastung eines Objekts unter Verwendung eines Geräts zur Röntgenstrahlemission und -erkennung zum Zwecke der Aussendung eines von einer Röntgenröhre (20) generierten Röntgenstrahls durch einen Kollimator (22) auf einen Röntgendetektor (24) hin, umfassend: die Durchführung eines Verfahrens zur Ausrichtung der Auftreffposition eines Röntgenstrahls gemäß Anspruch 1 oder 2; und die Durchführung einer tomographischen Bildgebung durch die Abtastung des Objekts unter Verwendung des Geräts zur Röntgenstrahlemission und -erkennung, nachdem seine Position im Zuge des Anpassungsschritts des Verfahrens zur Ausrichtung der Auftreffposition des Röntgenstrahls angepasst worden ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für eine stationäre Abtastung der Fokusverschiebungsabstand z und die anderen in der Berechnung verwendeten Faktoren das folgende Verhältnis aufweisen:
    Figure 00290001
    wobei gilt: T: Temperatur der Röntgenröhre im Prozentverhältnis zum Betriebstemperaturbereich, T1: oberer Grenzwert des Temperaturbereichs, z. B. 90% T2: unterer Grenzwert des Temperaturbereichs, z. B. 10% U: Neigungswinkel U1: oberer Grenzwert des Neigungswinkels in (+)-Richtung, z. B. 30% U2: oberer Grenzwert des Neigungswinkels in (–)-Richtung, z. B. 30% X: Azimut W: Fokusgröße, "groß" = 1 und "klein" = 0, und a', b', c', d', k': Konstanten
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Axialabtastung der Fokusverschiebungsabstand z und die anderen in der Berechnung verwendeten Faktoren das folgende Verhältnis aufweisen:
    Figure 00300001
    wobei gilt: T: Temperatur der Röntgenröhre im Prozentverhältnis zum Betriebstemperaturbereich T1: oberer Grenzwert des Temperaturbereichs, z. B. 90% T2: unterer Grenzwert des Temperaturbereichs, z. B. 10% U: Neigungswinkel U1: oberer Grenzwert des Neigungswinkels in (+)-Richtung, z. B. 30% U2: oberer Grenzwert des Neigungswinkels in (–)-Richtung, z. B. 30% V: Abtastzeit V1: längste Abtastzeit, z. B. 3 Sekunden V2: kürzeste Abtastzeit, z. B. 0,8 Sekunden W: Fokusgröße, "groß" = 1 und "klein" = 0, und a, b, c, d, k: Konstanten
  6. Röntgentomographisches Bildgebungsgerät zur Durchführung von tomographischer Bildgebung durch die Abtastung eines Objekts unter Verwendung eines Geräts zur Röntgenstrahlemission und -erkennung zum Zwecke der Aussendung eines von einer Röntgenröhre (20) generierten Röntgenstrahls durch einen Kollimator (22) auf einen Röntgendetektor (24) hin, gekennzeichnet durch: Mittel zur Erfassung einer Temperatur der Röntgenröhre (20), eines Neigungswinkels des Geräts zur Röntgenstrahlemission und -erkennung, einer Abtastzeit und eines Azimutwinkels des Geräts zur Röntgenstrahlemission und -erkennung; Mittel zur selektiven Berechnung einer Röntgenfokusverschiebung an der Röntgenröhre (20) auf der Grundlage der erfassten Temperatur und des erfassten Neigungswinkels, und im Falle einer stationären Abtastung des Azimutwinkels, sowie der Abtastzeit im Falle einer Axialabtastung; und Mittel zur Anpassung einer Position des Kollimators (22) und/oder einer Position des Röntgendetektors (24) in Übereinstimmung mit der berechneten Röntgenfokusverschiebung, so dass der von der Röntgenröhre (20) generierte Röntgenstrahl auf eine festgelegte Position des Röntgendetektors (24) auftrifft.
  7. Gerät gemäß Anspruch 6, ferner Mittel zur Erfassung einer Röntgenfokusgröße umfassend, und dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungsvorrichtung ferner der Berechnung auf der Grundlage der gewonnenen Röntgenfokusgröße dient.
  8. Gerät gemäß Anspruch 6 oder 7, ferner umfassend: Mittel zur Durchführung von tomographischer Bildgebung durch Abtastung des Objekts unter Verwendung des Geräts zur Röntgenstrahlemission und -erkennung, nachdem seine Position von der Anpassungsvorrichtung des Verfahrens zur Ausrichtung der Auftreffposition des Röntgenstrahls angepasst wurde.
  9. Gerät nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer stationären Abtastung der Fokusverschiebungsabstand z und die anderen in der Berechnung verwendeten Faktoren das folgende Verhältnis aufweisen:
    Figure 00330001
    wobei gilt: T: Temperatur der Röntgenröhre im Prozentverhältnis zum Betriebstemperaturbereich T1: oberer Grenzwert des Temperaturbereichs, z. B. 90% T2: unterer Grenzwert des Temperaturbereichs, z. B. 10% U: Neigungswinkel U1: oberer Grenzwert des Neigungswinkels in (+)-Richtung, z. B. 30% U2: oberer Grenzwert des Neigungswinkels in (–)-Richtung, z. B. 30% X: Azimut W: Fokusgröße, "groß" = 1 und "klein" = 0, und a', b', c', d', k': Konstanten
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Axialabtastung der Fokusverschiebungsabstand z und die anderen in der Berechnung verwendeten Faktoren das folgende Verhältnis aufweisen:
    Figure 00340001
    wobei gilt: T: Temperatur der Röntgenröhre im Prozentverhältnis zum Betriebstemperaturbereich T1: oberer Grenzwert des Temperaturbereichs, z. B. 90% T2: unterer Grenzwert des Temperaturbereichs, z. B. 10% U: Neigungswinkel U1: oberer Grenzwert des Neigungswinkels in (+)-Richtung, z. B. 30% U2: oberer Grenzwert des Neigungswinkels in (–)-Richtung, z. B. 30% V: Abtastzeit V1: längste Abtastzeit, z. B. 3 Sekunden V2: kürzeste Abtastzeit, z. B. 0,8 Sekunden W: Fokusgröße, "groß" = 1 und "klein" = 0, und a, b, c, d, k: Konstanten
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