EP2117435A1 - X-ray computed tomography arrangement - Google Patents

X-ray computed tomography arrangement

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EP2117435A1
EP2117435A1 EP08706883A EP08706883A EP2117435A1 EP 2117435 A1 EP2117435 A1 EP 2117435A1 EP 08706883 A EP08706883 A EP 08706883A EP 08706883 A EP08706883 A EP 08706883A EP 2117435 A1 EP2117435 A1 EP 2117435A1
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target
ray
ray detector
electron beam
detector arc
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EP08706883A
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Uwe Hampel
Frank Fischer
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Helmholtz Zentrum Dresden Rossendorf eV
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Forschungszentrum Dresden Rossendorf eV
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Abstract

The aim of the invention is to produce an x-ray computed tomography arrangement in which there is no axial offset between the path of the focal spot and the x-ray detector arc. Said aim is achieved by: - arranging the x-ray detector arc (2) and the target (1) around the examination cross-section within a radiation plane such that the x-ray focal spots generated by the deflected electron beam (3) of the electron beam generator (6) lie within an axial plane, the radiation plane (5), along with the active detector elements; - disposing the x-ray detector arc (2) behind the target (1) in a radial direction such that each imaginary x-ray extending from a focal spot position on the target (1) to a detector element of the x-ray detector arc (2) penetrates the target (1), which lies in front of the point of incidence on the x-ray detector arc (2) in the direction of radiation, in the area in which the target (1) and the x-ray detector arc angularly overlap; - producing the target (1) from a target member (7) which is preferably made of a material that has a low atomic number and great heat storage capacity or thermal conductance; - applying an electron-decelerating material layer (8), preferably made of a refractory material that has a high atomic number, to the side of the target member (7) which faces the electron beam.

Description

Anordnung zur Röntgen-Computertomographie Arrangement for X-ray computed tomography
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Röntgen-Computertomographie.The invention relates to an arrangement for X-ray computed tomography.
Die Elektronenstrahl-Röntgentomographie wird seit einigen Jahren in der medizinischen Diagnostik, insbesondere zur Bildgebung des schlagenden Herzens, eingesetzt. Dabei wird ein in einer Vakuumkammer geführter Elektronenstrahl mittels eines elektromagnetischen Ablenksystems über ein teilkreisförmiges Metalltarget geführt, womit ein schnell beweglicher Röntgenbrennfleck erzeugt wird. Ein mit leichtem axialem Versatz zum Target angeordneter kreis- oder teilkreisförmiger Röntgendetektor erfasst die durch das Objekt transmittierte Röntgenstrahlung. Aus den Messdaten kann dann durch Anwendung tomographischer Bildrekonstruktionsverfahren die Materialverteilung in der durchstrahlten Schnittebene berechnet werden.Electron beam X-ray tomography has been used for some years in medical diagnostics, in particular for imaging the beating heart. In this case, a guided in a vacuum chamber electron beam is guided by means of an electromagnetic deflection over a partially circular metal target, whereby a fast moving X-ray focal spot is generated. A circular or partially circular X-ray detector arranged with a slight axial offset from the target detects the X-ray radiation transmitted through the object. The material distribution in the irradiated section plane can then be calculated from the measured data by using tomographic image reconstruction methods.
Aus der Theorie der tomographischen Bildrekonstruktion folgt, dass zur fehlerfreien Rekonstruktion eines Objektschnittes aus seinen Linienintegralprojektionen der integrale Schwächungswert jedes durch die zu rekonstruierende Schnittfläche laufenden Strahls gemessen und in die Rekonstruktion eingerechnet werden muss. Für einen CT-Scanner mit feststehendem bogenförmigen Röntgentarget und feststehendem Röntgendetektorbogen hat dies zur Konsequenz, dass der erforderliche Detektorwinkel und der erforderliche Targetwinkel zusammen mindestens 360° plus Fächerwinkel, das heißt, mehr als 360° ergeben müssen. Dies bedeutet wiederum, dass ein Teil des Röntgendetektors bzw. des Targets von der Systemachse aus gesehen innerhalb eines gemeinsamen Raumwinkelbereiches liegen müssen. Konstruktiv wird das Problem derart gelöst, dass Röntgentarget und Röntgendetektor mit einem leichten axialen Versatz zueinander, also in verschiedenen axialen Ebenen, angeordnet werden. Solche Anordnungen zur Elektronenstrahl-Röntgentomographie sind zum Beispiel in den Schriften US 4 352 021 und US 5 504 791 beschrieben.It follows from the theory of tomographic image reconstruction that for error-free reconstruction of an object section from its line integral projections, the integral attenuation value of each beam passing through the section to be reconstructed must be measured and included in the reconstruction. For a CT scanner with fixed arch-shaped X-ray target and fixed X-ray detector arc, this means that the required detector angle and the required target angle together must be at least 360 ° plus fan angle, that is, more than 360 °. This in turn means that a part of the X-ray detector or of the target, viewed from the system axis, must lie within a common solid angle range. In terms of design, the problem is solved in such a way that the X-ray target and the X-ray detector are arranged with a slight axial offset relative to one another, that is to say in different axial planes. Such arrangements for electron beam X-ray tomography are described, for example, in US Pat. Nos. 4,352,021 and 5,504,791.
Das Problem des axialen Versatzes und der dadurch verursachten Abbildungsfehler wurde frühzeitig erkannt und auf verschiedene Weise zu lösen versucht. Allgemein kann der Fehler dadurch minimiert werden, dass der axiale Versatz konstruktiv möglichst klein gehalten wird. Für medizinische Elektronenstrahl-Tomographen mit einem verhältnismäßig großen Aspektverhältnis zwischen abzubildendem Organ (Herz) und Durchmesser des Targets bzw. des Röntgendetektorbogens lässt sich dadurch eine gewisse Optimierung erzielen. Für Elektronenstrahl-Tomographen mit kleinem Durchmesser des Targets und des Röntgendetektorbogens sind dieser Variante konstruktive Grenzen gesetzt.The problem of the axial offset and the aberrations caused thereby was recognized early and tried to solve in various ways. Generally the error can be minimized by the fact that the axial offset is structurally kept as small as possible. For medical electron-beam tomographs with a relatively high aspect ratio between the organ to be imaged (heart) and the diameter of the target or the X-ray detector arc, a certain optimization can be achieved thereby. For electron beam tomographs with a small diameter of the target and the X-ray detector arc, this variant has constructive limits.
In US 2003/0161434 wird eine Anordnung beschrieben, bei der Target und Röntgendetektor in helikaler Form ausgeführt und gegeneinander versetzt um dasIn US 2003/0161434 an arrangement is described in which the target and the X-ray detector are designed in helical form and offset from each other around the
Untersuchungsobjekt angeordnet sind, so dass für fast alle Brennfleckpositionen jeweils ein Teil der Detektorhelix auf der anderen Seite des Untersuchungsobjektes in derselben axialen Ebene liegt. Mit dieser Anordnung lässt sich eine so genannteExamination object are arranged so that for almost all focal spot positions in each case a part of the detector helix lies on the other side of the examination object in the same axial plane. With this arrangement, a so-called
Spiral-CT-Aufnahme realisieren. Nachteilig an dieser Anordnung ist die komplexe Form von Target und Röntgendetektor, die hohe Kosten verursacht.Realize spiral CT image. A disadvantage of this arrangement is the complex shape of target and X-ray detector, which causes high costs.
In DE 10 356 601 wird eine Anordnung beschrieben, bei der Target und Röntgendetektor ohne axialen Versatz innerhalb einer Ebene angeordnet sind. Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass der Winkelbereich der Durchstrahlung kleiner, als für die Erfassung eines vollständigen tomographischen Datensatz erforderlich ist. Damit sind Schnittbilder, die aus Messdaten dieser Messanordnung berechnet werden, zu einem bestimmten Anteil fehlerbehaftet.DE 10 356 601 describes an arrangement in which the target and the X-ray detector are arranged without axial offset within a plane. A disadvantage of this arrangement is that the angular range of the radiation is smaller than is required for the detection of a complete tomographic data set. Thus, sectional images, which are calculated from measured data of this measuring arrangement, are subject to a certain proportion of errors.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zur Röntgen- Computertomographie anzugeben, die ohne einen axialen Versatz zwischen Brennfleckbahn und Röntgendetektorbogen auskommt.Object of the present invention is to provide an arrangement for X-ray computed tomography, which does not require an axial offset between focal spot and X-ray detector arc.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ausgeführt.The object is solved by the features of claim 1. Embodiments of the invention are set forth in the subclaims.
Es wird ein durchstrahlbares Röntgentarget benutzt, welches aus einem mechanisch stabilen Targetkörper aus Materialien geringer Kernladungszahl und hohem Wärmespeicher- bzw. Wärmeleitvermögen besteht, sowie einer auf diesen Targetkörper aufgebrachten dünnen Schicht eines Metalls mit hoher Kernladungszahl und hohem Schmelzpunkt zur Bremsung des Elektronenstrahls und damit zur Erzeugung der Röntgenstrahlung. Der hauptsächliche Vorteil der erfundenen Anordnung zur Röntgen- Computertomographie mit durchstrahlbarem Target besteht darin, dass Target- und Röntgendetektorbogen vollständig innerhalb einer axialen Ebene angeordnet werden können und damit eine vollständige tomographische Datenaufnahme innerhalb exakt dieser axialen Ebene möglich ist. Damit wird eine höchstmögliche Bildqualität und axiale Ortsauflösung erreicht. Die Anordnung kann insbesondere für Elektronenstrahltomographen oder andere CT-Scanner mit feststehendem Quell- Detektorverbund angewendet werden. Besonders vorteilhaft ist sie für kleinere Untersuchungsgeometrien, zum Beispiel bei Kleintierscannern, da bei solchen Anordnungen auch ein geringfügiger axialer Versatz aufgrund des kleinen Quell- Detektor-Abstandes zu deutlichen Abbildungsunschärfen und Bildfehlern führt.It is a radiolucent X-ray target used, which consists of a mechanically stable target body of materials of low atomic number and high heat storage or thermal conductivity, and applied to this target body thin layer of a metal with high atomic number and high melting point for braking the electron beam and thus to produce the X-ray radiation. The main advantage of the invented X-ray CT scan device is that target and X-ray detector arcs can be placed completely within an axial plane and complete tomographic data acquisition within that exact axial plane is possible. This achieves the highest possible image quality and axial spatial resolution. The arrangement can be used in particular for electron beam tomographs or other CT scanners with a fixed source detector array. It is particularly advantageous for smaller examination geometries, for example in small animal scanners, since in such arrangements, even a slight axial offset due to the small source-detector distance leads to significant Abbildungsunschärfen and aberrations.
Die Realisierung einer in axialer Richtung versatzfreien Röntgen- Computertomographie (CT) wird für einen CT-Scanner mit feststehendem Quell- Detektor-Verbund gewährleistet. Im Hinblick auf heute in der Praxis verwendete CT- Scanner ist die Anordnung insbesondere für Elektronenstrahl-Computertomographen geeignet, bei denen ein beweglicher Röntgenbrennfleck mittels eines elektromagnetisch abgelenkten Elektronenstrahls erzeugt wird. Darüber hinaus ist die Anordnung aber prinzipiell für jede Art von CT-Scanner mit feststehendem Röntgendetektor und Röntgentarget geeignet, bei denen das Target im Falle einer vollständig innerhalb einer axialen Ebene zu realisierenden Aufnahme den Röntgendetektor teilweise überdecken würde. So zum Beispiel auch für einen CT- Scanner mit einer Vielzahl kreisförmig um den Untersuchungsquerschnitt angeordneten Elektronenstrahlerzeugern, die den Elektronenstrahl entweder auf ein einziges bogenförmiges Target oder auf eine Vielzahl von Targets fokussieren. Mit der Erfindung ist es möglich, im Sinne der tomographischen Bildrekonstruktionstheorie vollständige Datensätze innerhalb einer Schnittebene eines Objektes zu erfassen und dabei den Objektquerschnitt mit der maximal möglichen und ausschließlich durch Brennfleckgeometrie und axiale Ausdehnung der Detektorelemente bestimmten axialen Ortsauf lösung abzubilden.The realization of an axially offset computed X-ray computed tomography (CT) is ensured for a CT scanner with a fixed source-detector composite. In view of today's CT scanners used in practice, the arrangement is particularly suitable for electron beam computer tomographs in which a movable X-ray focal spot is generated by means of an electronically deflected electron beam. In addition, however, the arrangement is in principle suitable for any type of CT scanner with a fixed X-ray detector and X-ray target, in which the target would partially cover the X-ray detector in the case of a completely within an axial plane to be realized. For example, for a CT scanner with a plurality of circularly arranged around the examination cross-section electron beam generators that focus the electron beam either on a single arcuate target or on a variety of targets. With the invention, it is possible to capture complete data sets within a sectional plane of an object in the sense of tomographic image reconstruction theory and thereby image the object cross-section with the maximum possible and exclusively by Brennfleckgeometrie and axial extent of the detector elements determined axial Ortsauf solution.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen Fig. 1 die Gesamtanordnung mit inliegendem Röntgendetektorbogen, Fig. 2 die Gesamtanordnung mit außenliegendem Röntgendetektorbogen, Fig. 3 eine Variante der Anordnung nach Fig. 1 , Fig. 4 einen Schnitt durch das Target, Fig. 5 einen Schnitt durch ein kühlbares Target.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments. In the accompanying drawing show 2 shows the overall arrangement with an external X-ray detector arc, FIG. 3 shows a variant of the arrangement according to FIG. 1, FIG. 4 shows a section through the target, FIG. 5 shows a section through a coolable target.
Die Figuren 1 und 2 zeigen zwei Ausführungsbeispiele der Anordnung am Beispiel einer axialversatzfreien Elektronenstrahl-Röntgentomographie. In beiden Fällen besteht die Anordnung aus einem teilkreisförmigen Target (1) sowie einem außerhalb des Targets (1) angeordneten Röntgendetektorbogen (2), welcher aus aneinander gereihten Einzeldetektoren besteht. Der Elektronenstrahl (3) wird durch die Vakuumkammer (4) auf das Target (1 ) geführt und erzeugt auf der Targetoberfläche einen Röntgenbrennfleck. Dieser wird mittels Strahlablenkung durch ein Ablenkspulensystem entlang einer kreis- oderellipsenförmigen Bahn auf dem Target (1) bewegt. Der Röntgendetektorbogen (2) ist so angeordnet, dass die Detektorelemente mit der Brennfleckbahn in einer axialen Ebene, der Durchstrahlungsebene (5), liegen. Im Ausführungsbeispiel der Zeichnung 1 ist der Röntgendetektorbogen (2) innerhalb der Vakuumkammer (4), im Ausführungsbeispiel der Zeichnung 2 außerhalb der Vakuumkammer (4) angeordnet.Figures 1 and 2 show two embodiments of the arrangement using the example of an axially offset-free electron beam X-ray tomography. In both cases, the arrangement consists of a part-circular target (1) and an outside of the target (1) arranged X-ray detector arc (2), which consists of juxtaposed individual detectors. The electron beam (3) is guided by the vacuum chamber (4) on the target (1) and generates an X-ray focal spot on the target surface. This is moved by means of beam deflection through a deflection coil system along a circular or elliptical path on the target (1). The X-ray detector arc (2) is arranged such that the detector elements lie with the focal spot path in an axial plane, the irradiation plane (5). In the embodiment of the drawing 1, the X-ray detector arc (2) is arranged inside the vacuum chamber (4), in the embodiment of the drawing 2 outside the vacuum chamber (4).
Figur 3 zeigt eine alternative Variante einer axialversatzfreien Röntgen-CT- Anordnung mit mehreren um den Untersuchungsquerschnitt angeordneten elektronisch schaltbaren Elektronenstrahlerzeugern (6), die zeitlich nacheinander einen Elektronenstrahl (3) auf ein gemeinsames teilkreisförmiges Target (1) lenken und damit eine sequentielle Aufnahme von Röntgenprojektionen des Objektquerschnitts aus verschiedenen Winkeln ermöglichen. Zu diesem Ausführungsbeispiel sei bemerkt, dass die Anordnung neben der im Ausführungsbeispiel demonstrierten Variante einer durchgehenden Vakuumkammer (4) mit einem massiven Target (1 ) ebenso als eine Vielzahl einzelner Röntgenquellen mit je einem Elektronenstrahlerzeuger (6) sowie einem Target (1) innerhalb jeweils einer Vakuumkammer (4) oder aus einer Vielzahl Röntgenquellen mit jeweils einer Gruppe von Elektronenstrahlerzeugern (6) und einem Target (1) oder einer Vielzahl von Targets (1) in jeweils einer Vakuumkammer (4) ausgeführt sein kann. Nach Figur 4 besteht das Target (1) aus einem Targetkörper (7), vorzugsweise aus einem Material mit niedriger Kernladungszahl und hohem Wärmespeicher- bzw. Wärmeleitvermögen, sowie einer auf diesen Targetkörper (7) aufgebrachten Materialschicht (8) zur Elektronenbremsung, vorzugsweise aus einem Material hoher Kernladungszahl und hohem Schmelzpunkt. Als Materialien für den Targetkörper (7) kommen zum Beispiel Graphit, Diamant oder Titan, für die elektronenbremsende Materialschicht (8) Molybdän oder Wolfram in Betracht. Die Dicke der elektronenbremsenden Materialschicht (8) wird entsprechend der maximalen Eindringtiefe der Elektronen in das Targetmaterial gewählt.FIG. 3 shows an alternative variant of an axially offset-free X-ray CT arrangement with a plurality of electronically switchable electron beam generators (6) arranged around the examination cross-section, which successively direct an electron beam (3) onto a common part-circular target (1) and thus a sequential recording of X-ray projections allow the object cross-section from different angles. For this embodiment, it should be noted that the arrangement in addition to the demonstrated in the embodiment variant of a continuous vacuum chamber (4) with a solid target (1) as well as a plurality of individual X-ray sources each having an electron gun (6) and a target (1) within each one Vacuum chamber (4) or from a plurality of X-ray sources, each with a group of electron guns (6) and a target (1) or a plurality of targets (1) in each case a vacuum chamber (4) can be executed. According to Figure 4, the target (1) consists of a target body (7), preferably made of a material having a low atomic number and high heat storage or thermal conductivity, and on this target body (7) applied material layer (8) for electron braking, preferably from a Material of high atomic number and high melting point. Suitable materials for the target body (7) are, for example graphite, diamond or titanium, for the electron-braking material layer (8) molybdenum or tungsten into consideration. The thickness of the electron-braking material layer (8) is chosen according to the maximum penetration depth of the electrons into the target material.
Nach Figur 5 ist innerhalb des Targetkörpers (7) ein Kühlmittelkanal (9) zur Durchströmung des Targetkörpers (9) mit einer Kühlflüssigkeit vorgesehen. According to FIG. 5, a coolant channel (9) for flowing through the target body (9) with a cooling liquid is provided inside the target body (7).
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Targettarget
RöntgendetektorbogenX-ray detector arc
Elektronenstrahlelectron beam
Vakuumkammervacuum chamber
DurchstrahlungsebeneRadiation level
ElektronenstrahlerzeugerAn electron gun
Targetkörpertarget body
Materialschichtmaterial layer
Kühlmittelkanal Coolant channel

Claims

Anordnung zur Röntgen-ComputertomographiePatentansprüche5 Arrangement for X-ray computed tomography Patent claims 5
1. Anordnung zur Röntgen-Computertomographie, bestehend aus1. Arrangement for X-ray computed tomography, consisting of
- einem teil- oder vollkreisförmigen Röntgendetektorbogen (2) aus aneinander gereihten Einzeldetektoren,a partially or fully circular X-ray detector arc (2) consisting of individual detectors arranged one next to another,
- Mittel zur Erzeugung, Fokussierung und Ablenkung eineso Elektronenstrahls (3) innerhalb einer Vakuumkammer (4),Means for generating, focusing and deflecting an electron beam (3) within a vacuum chamber (4),
- einem einzelnen oder einer Vielzahl innerhalb der Vakuumkammer angeordneten Targets (1 ) zur Bremsung des Elektronenstrahls (3) und zur Erzeugung von Röntgenstrahlung, dadurch gekennzeichnet, dass 5 - der Röntgendetektorbogen (2) und das Target (1) um den- A single or a plurality within the vacuum chamber arranged targets (1) for braking the electron beam (3) and for generating X-radiation, characterized in that 5 - the X-ray detector arc (2) and the target (1) to the
Untersuchungsquerschnitt innerhalb einer Bestrahlungsebene angeordnet sind, so dass die vom Elektronenstrahl (3) des Elektronenstrahlerzeugers (6) durch Strahlablenkung erzeugten Röntgenbrennflecke mit den aktiven Detektorelementen innerhalb einer axialen Ebene, dero Durchstrahlungsebene (5), liegen,Examination cross section are arranged within an irradiation plane, so that the X-ray focal spots generated by the electron beam (3) of the electron beam generator (6) by beam deflection with the active detector elements within an axial plane, the irradiation plane (5),
- der Röntgendetektorbogen (2) in radialer Richtung hinter dem Target (1) angeordnet ist, so dass jeder von einer Brennfleckposition auf dem Target (1) zu einem Detektorelement des Röntgendetektorbogens (2) gedachter Röntgenstrahl im Bereich der winkelmäßigen Überlappung von Target (1)5 und Röntgendektorbogen (2) das in Strahlrichtung vor dem Auftreffpunkt auf dem Röntgendektorbogen (2) liegende Target (1) durchdringt,- The X-ray detector arc (2) in the radial direction behind the target (1) is arranged so that each of a focal spot position on the target (1) to a detector element of the X-ray detector arc (2) imaginary X-ray in the angular overlap of target (1) 5 and X-ray detector arc (2) which penetrates in the beam direction before the point of impact on the X-ray detector arc (2) lying target (1),
- das Target (1) aus einem Targetkörper (7) besteht, der vorzugsweise durch ein Material geringer Kernladungszahl und hohem Wärmespeicherbzw. Wärmeleitvermögen gebildet wird, 0 - auf der dem Elektronenstrahl zugewandten Seite des Targetkörpers (7) eine elektronenbremsende Materialschicht (8) vorzugsweise aus einem hochschmelzenden Material hoher Kernladungszahl aufgebracht ist. - The target (1) consists of a target body (7), preferably by a material of low atomic number and high Wärmespeicherbzw. Thermal conductivity is formed, 0 - on the electron beam side facing the target body (7) an electron-braking material layer (8) is preferably applied from a refractory material of high atomic number.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgendetektorbogen (2) außerhalb der Vakuumkammer (4) angeordnet ist, wobei die Vakuumkammer (4) aus dünnwandigem Material besteht, welches eine geringe Schwächung der Röntgenstrahlung gewährleistet.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the X-ray detector arc (2) outside the vacuum chamber (4) is arranged, wherein the vacuum chamber (4) consists of thin-walled material which ensures a low attenuation of the X-radiation.
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3. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Targetkörpers (7) ein durchströmbarer Kühlmittelkanal (9) vorgesehen ist,3. Arrangement according to claim 1, characterized in that within the target body (7) a flow-through coolant channel (9) is provided,
4. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass anstelle deso einzelnen Elektronenstrahlerzeugers (6) innerhalb der Vakuumkammer (4) eine Vielzahl elektronisch schaltbarer Elektronenstrahlerzeuger (6) angeordnet sind, die bei einem tomographischen Scan nacheinander kurzzeitig anschaltbar sind. 4. Arrangement according to claim 1, characterized in that instead of deso individual electron gun (6) within the vacuum chamber (4) a plurality of electronically switchable electron beam generator (6) are arranged, which are successively briefly connected in a tomographic scan.
5 5. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Röntgenstrahlern, bestehend aus jeweils einem Elektronenstrahlerzeuger (6) und einem Target (1), in jeweils separaten Vakuumkammern (4) um den Untersuchungsquerschnitt angeordnet sind, die bei einem tomographischen Scan nacheinander kurzzeitig anschaltbar sind. O5 5. Arrangement according to claim 1, characterized in that a plurality of X-ray sources, each consisting of an electron beam generator (6) and a target (1), in each case separate vacuum chambers (4) are arranged around the examination cross-section, in a tomographic scan can be switched on one after the other for a short time. O
6. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Target (1 ) in axialer Richtung stufenförmig ausgeführt ist und um das Target (1) ein oder mehrere axial hintereinander liegende Röntgendetektorbogen (2) angeordnet sind, so dass durch Erzeugung verschiedener Brennfleckbahnen in5 verschiedenen axialen Ebenen durch entsprechende Ablenkbewegung des6. Arrangement according to claim 1, characterized in that the target (1) is designed to be stepped in the axial direction and around the target (1) one or more axially successive X-ray detector arc (2) are arranged, so that by generating different focal spot paths in5 different axial planes by appropriate deflection of the
Elektronenstrahls (3) das Untersuchungsobjekt ohne Translationsbewegung dreidimensional abgebildet werden kann. Electron beam (3) the object to be examined can be imaged three-dimensionally without translation movement.
EP08706883A 2007-02-20 2008-02-12 X-ray computed tomography arrangement Withdrawn EP2117435A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5850059B2 (en) * 2011-10-04 2016-02-03 株式会社ニコン Shape measuring apparatus using X-ray, shape measuring method, and structure manufacturing method
DE102012005767A1 (en) * 2012-03-25 2013-09-26 DüRR DENTAL AG Phase contrast X-ray tomography apparatus
DE102013206252A1 (en) * 2013-04-09 2014-10-09 Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf E.V. Arrangement for fast electron beam X-ray computed tomography
US9490099B2 (en) 2014-08-20 2016-11-08 Wisconsin Alumni Research Foundation System and method for multi-source X-ray-based imaging

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK290077A (en) * 1977-06-29 1978-12-30 Scadera As PROCEDURE FOR DETERMINING THE ELECTRONITY OF A PART VOLUME
JPS5546408A (en) * 1978-09-29 1980-04-01 Toshiba Corp X-ray device
US4287425A (en) * 1979-12-31 1981-09-01 Pfizer, Incorporated Construction of a CT scanner using heavy ions or protons
US4352021A (en) * 1980-01-07 1982-09-28 The Regents Of The University Of California X-Ray transmission scanning system and method and electron beam X-ray scan tube for use therewith
DE4015180A1 (en) * 1990-05-11 1991-11-28 Bruker Analytische Messtechnik X-RAY COMPUTER TOMOGRAPHY SYSTEM WITH DIVIDED DETECTOR RING
US5305363A (en) * 1992-01-06 1994-04-19 Picker International, Inc. Computerized tomographic scanner having a toroidal x-ray tube with a stationary annular anode and a rotating cathode assembly
DE4409365C1 (en) * 1994-03-18 1995-03-16 Siemens Ag X-ray computed tomography unit
JPH10295683A (en) * 1997-04-28 1998-11-10 Toshiba Corp Electron beam x-rya ct (computed tomography) device
US6735271B1 (en) * 2000-11-28 2004-05-11 Ge Medical Systems Global Technology Company Llc Electron beam computed tomographic scanner system with helical or tilted target, collimator, and detector components to eliminate cone beam error and to scan continuously moving objects
US6385292B1 (en) * 2000-12-29 2002-05-07 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Solid-state CT system and method
CA2407004C (en) * 2001-02-23 2008-02-19 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. X-ray ct apparatus
US7103137B2 (en) * 2002-07-24 2006-09-05 Varian Medical Systems Technology, Inc. Radiation scanning of objects for contraband
DE10356601B4 (en) * 2003-12-04 2008-11-27 Forschungszentrum Dresden - Rossendorf E.V. Apparatus for X-ray tomography with an electronically deflected electron beam
US7142629B2 (en) * 2004-03-31 2006-11-28 General Electric Company Stationary computed tomography system and method
US7218700B2 (en) * 2004-05-28 2007-05-15 General Electric Company System for forming x-rays and method for using same
US7233644B1 (en) * 2004-11-30 2007-06-19 Ge Homeland Protection, Inc. Computed tomographic scanner using rastered x-ray tubes
US7295651B2 (en) * 2005-06-30 2007-11-13 General Electric Company Stationary computed tomography system and method
WO2007006042A2 (en) * 2005-07-05 2007-01-11 L-3 Communications Security And Detection Systems, Inc. Methods and apparatus for e-beam scanning

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2008101470A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US7983384B2 (en) 2011-07-19
JP2010518910A (en) 2010-06-03
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DE102007008349B4 (en) 2009-10-15
WO2008101470A1 (en) 2008-08-28
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