SE523589C2 - Apparat och metod för detektering av strålning med användning av skanning - Google Patents

Description

525 5ë9 baserade radiografsystem inkludera optiska kopplingsorgan för att reducera storleken av den projicerade, synliga ljusbilden och att överföra bilden till ytan för en eller flera CCD-anord- ningar. En del system är baserade på en uppsättning CCD-kame- ror, vilka vardera är kopplade till en scintillator med en lins eller fiberoptisk kon.

Nyligen gjorda framsteg inom fotolitografi och elektronisk mik- rotillverkningstekniker har möjliggjort utvecklingen av rönt- gendetektorer med stora ytor med integrerade avläsningsmekanis- mer baserade på uppsättningar med TFT-transistorer. Till skill- nad från CCD-baserade detektorer som kräver optisk koppling och bildförminskning är TFT-baserade, platta panelsystem konstrue- rade så att pixelladdningsinsamlingen och avläsningselektroni- ken för vardera pixel finns i omedelbar anslutning till posi- tionen för röntgeninteraktioner. TFT-uppsättningar används som aktiva elektronikelement i både indirekt och direktomvandlings- detektorer med platt panel. I indirekta system producerar rönt- genstrålarna ljus i scintillatorer, vilka är optiskt kopplade till ljuskänsliga anordningar där det producerade ljuset om- vandlas till laddningar, vilka detekteras. I direkta system producerar röntgenstrålningen direkta laddningar, vilka detek- teras.

TFT-uppsättningar är typiskt belägna på glassubstrat i multipla lager som börjar med avläsningselektronik vid det lägsta lagret och följs av laddade insamlingsuppsättningar vid högre nivåer.

I beroende av typen av detektor avsätts röntgenstrålningsele- ment (direkt omvandling), ljuskänsliga element (indirekt om- vandling) eller båda, för att bilda topplagret på den elektro- niska sandwichstrukturen.

Typiskt sett används amorft selenium som omvandlingsmaterial på grund av dess goda röntgenstràlningsdetekteringsmöjligheter och höga karaktäristiska spatiala upplösning i direktomvandlings- TFT-system. Innan exponering appliceras ett elektriskt fält tvärs det amorfa seleniumlagret genom en förspänd elektrod på 525 589 toppytan på seleniumet. När röntgenstrålning absorberas i de- tektorn frigörs elektroner och hål inne i seleniumet och på grund av det elektriska fältet i seleniumet dras elektriska laddningar direkt till de laddningsuppsamlande elektroderna.

Pixlar separeras genom fältformning i seleniumlagret.

Indirekta omvandlingssystem baserade på TFT-uppsättningar kon- strueras genom att addera en amorf silikonfotodiodkrets och en scintillator som är optiskt kopplade till topplagret på TFT- sandwichen. När röntgenstrålar når scintillatorn frigörs syn- ligt ljus proportionellt till den infallande röntgenstrålning- ens energi. Synliga ljusfotoner omvandlas sedan till elektrisk laddning av fotodioduppsättningen.

TFT-uppsättningar har emellertid en begränsad positionsupplös- ning som anges av den minsta pixelstorleken vilken f.n. är be- gränsad till ungefär 100 um x 100 um. Forskare når f.n. minsta pixelstorlekar så små som 70 um x 70 um, under det att för pris- värda konsumentprodukter är pixelstorlekarna fortfarande ganska stora, t.ex. approximativt 450 um x 450 um i datorskärmar. Det skulle vara fördelaktigt om upplösningen som åstadkoms inom röntgenavbildning kan göras ännu större.

Stora TFT-uppsättningssystem är också dyra. En uppsättning med maximal upplösning, d.v.s. 100 um X 100 um och en storlek om 25 cm x 25 cm kommer att ha 6.25 miljoner individuella pixlar och skulle kosta mer än ungefär 100 000 dollar. Den höga kostnaden beror till största delen på den låga avkastningen när man för- söker minimera ytan för tunnfilmstransistorn i amorft silikon under kravet att mycket få döda pixlar tillåts.

En individuell pixel omfattar i indirekta system, förutom rönt- genstrålningsdetekteringsorganet, en fotodiod för detektering av ljuset, en kondensator för lagring av laddningen, en omkopp- lingstransistor för att kunna läsa ut värdet på pixeln, data och adresslinjer och ett isolationsavstànd. Detta innebär att en relativt liten del finns tillgänglig för röntgenstrålnings- 523 589 4 fi: detekteringsorganet, för en l00 um x 100 um pixel ungefär endast 50%. Detta kallas fyllnadsfaktor.

Det skulle vara fördelaktigt om kostnaden kunde reduceras under det att man behåller en hög positionsupplösning och en stor storlek.

Ett annat problem med konventionella röntgenstrålningsdetekte- ringsapparater är att röntgenstrålningen sprids i objektet som skall avbildas. Ungefär så mycket som 50% av den infallande röntgenstrålningen sprids slumpmässigt, vilket skapar en dimma eller diffusion i röntgenstrålningsbilden.

Det skulle vara fördelaktigt om mängden spridd röntgenstrålning kunde reduceras.

Sammanfattning av uppfinningen Det är ett huvudsakligt syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla sådana apparater och metoder vari den erhållna upplösningen i röntgenstrålesavbildning ökas.

Det är i detta avseende ett speciellt syfte med uppfinningen att tillhandahålla sådana apparater och metoder som medger för röntgenstrålesavbildning av stora objekt med förbättrad upplös- ning.

Det är ytterligare ett syfte med uppfinningen att tillhandahål- la sådana apparater och metoder som reducerar den administrera- de strålningsdosen till ett objekt som t.ex. en undersökt pati- ent.

Det är ytterligare ett syfte med uppfinningen att tillhandahål- la sådana apparater och metoder som reducerar bruset i bilden orsakad av spridd röntgenstrålning.

Det är ytterligare ett syfte med uppfinningen att tillhandahål- la sådana apparater och metoder som reducerar kostnaden för röntgenstrålesdetektorer. o u un» o q o o a u Q | o n o n »4 - u..- n v f u a .- a o . v n ~ a. .. - - v - 1 . u s n ~ n 1 . u. nan ~>. < .. n o n . . n n n . » . - a -u a n a n -u n . u . o - a v nu n. o: u s.. ~.n Det är ytterligare ett syfte med uppfinningen att tillhandahål- la sådana apparater och metoder som reducerar antalet elektro- nikkanaler i röntgenstrålesdetektorer med stora ytor.

Dessa syften bl.a. uppnås, enligt föreliggande uppfinning, av apparater och metoder enligt de bifogade patentkraven.

En fördel med föreliggande uppfinning är att upplösningen på röntgenstrålebilden ökas.

En ytterligare fördel är att den administrerade strålningsdosen till ett objekt, som skall avbildas, reduceras.

En ytterligare fördel är att mängden med spridd röntgenstràl- ning i objektet som skall avbildas reduceras.

Ytterligare egenskaper för uppfinningen och fördelar därav kom- mer att vara uppenbara från den följande detaljerade beskriv- ningen av utföringsformer av uppfinningen.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning kommer att bättre förstås från den de- taljerade beskrivningen av utföringsformer av föreliggande upp- finning som ges här nedan och de bifogade figurerna 1-7, vilka endast ges i illustrativt syfte och alltså inte är begränsande för föreliggande uppfinning.

Figur la visar en vy från ovan av en föredragen utföringsform av en strålningsdetektor enligt uppfinningen med en kollimator som har två utdragna slitsar och två uppsättningar med ut- sträckta detektorelement.

Figur lb visar en vy från sidan tagen längs linjen A-A av utfö- ringsformen i figur l.

Figur lc visar en vy från sidan tagen längs linjen B-B av utfö- ringsformen i figur 1. n a uno n n on nu: ao :aan a un.. o n - n u a o o v 4 ~ - n. _ n ~ 0 u q ~ o o u n a n . ..- .a u - o n - a _ u a n o a n -a n 1 » . ~ a a q n v u a ~ un u» .- - .w- v u Figur 2 visar en vy från ovan av en föredragen utföringsform av en strålningsdetektor enligt uppfinningen med en kollimator som har en enda slits och en uppsättning detektorelement.

Figur 3 visar en vy från sidan av en föredragen utföringsform av en stràlningsdetektor enligt uppfinningen med två uppsätt- ningar detektorelement och två kollimatorer som vardera har två slitsar.

Figur 4 visar en vy från sidan av en E-armtyp av röntgenstrål- ningsdetekteringsapparat enligt uppfinningen.

Figur 5 visar en vy från sidan av en föredragen utföringsform av en strålningsdetektor enligt uppfinningen som använder en gasdetektor.

Figur 6 visar en vy från ovan av en föredragen utföringsform av en strålningsdetektor enligt uppfinningen där detektorelementen är anordnade med ett avstånd mellan intilliggande detektorele- ment.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer I den följande beskrivningen framförs specifika detaljer, i förklarande och inte begränsande syfte, som t.ex. speciella tekniker och tillämningar i syfte att tillhandahålla en genom- gående förståelse av föreliggande uppfinning. Emellertid är det uppenbart för fackmannen att föreliggande uppfinning kan utfö- ras i andra utföringsformer som skiljer sig från dessa specifi- ka detaljer. I andra fall utelämnas detaljerade beskrivningar av välkända metoder och apparater för att inte dölja beskriv- ningen av föreliggande uppfinning med onödiga detaljer.

Föreliggande uppfinning kan appliceras med användning av en mångfald olika röntgendetektorer, t.ex. detektorer som använder direkta TFT-transistorer, indirekta TFT-transistorer, CCD- anordningar utrustade med scintillatorer, Cmos-detektorer, PIN- dioder och gasdetektorer. 525 589 7 TFT-detektorelement har en minsta storlek om t.ex. 100 x 100 mikrometer. Emellertid kan ett TFT-detektorelement om det görs längre också göras smalare med bibehållen hög fyllnadsfaktor.

Alltså är det möjligt att åstadkomma ett TFT-detektorelement som är smalare än en konventionell TFT-transistor och t.ex. 0,1-100 mm lång. Alltså åstadkoms ett detektorelement som har en bättre spatial upplösning än den spatiala upplösningen som normalt åstadkommes i en riktning på bekostnad av upplösningen i den andra riktningen.

Figur la visar en vy från ovan av en föredragen utföringsform enligt uppfinningen där sådana utsträckta detektorelement an- vänds. En första uppsättning detektorelement 101 och en andra uppsättning detektorelement 102 täcks med en kollimator 103.

Vardera av uppsättningarna 101 och 102 omfattar flera utsträck- ta detektorelement anordnade, med deras respektive längre sida, sida vid sida, för att därmed utgöra en t.ex. 25 cm lång upp- sättning med detektorelement. Vardera av de individuella detek- torelementen kan göras mellan 0,01 mm och 5 mm breda, t.ex. 50 um. Detta är avståndet Q i figur lb. Vartdera elementet kan se- dan göras mellan 0,05 och 100 mm långt, t.ex. 1 mm, avstånd ß i figur la. Fastän figurerna la-lc endast visar två uppsättningar kan naturligtvis flera uppsättningar inarbetas. Alltså, som ett exempel, för att täcka ett 25 cm x 25 cm område med användning av 50 um breda och 1 mm långa detektorelement skulle det behövas 250 uppsättningar med 5000 detektorelement.

I figurerna är Vartdera detektorelementet schematiskt visat se- parerat från dess grannar med ett visst avstånd. Emellertid kan denna separation göras mycket kort, t.ex. 3-5 um, så att strål- ningsdetekteringselementen kan betraktas, för alla praktiska syften, att vara anordnade sida vid sida. Figurerna är alltså inte skalenliga.

Kollimatorn 103 är anordnad att förhindra strålning från att nå detektorelementen förutom vid utvalda områden. Alltså placeras - | . . .. 5 2 3 5 8 9 É': 5": 5"; _ få . .5 5:. - - . . .. strålningskällan (ej visad) ovanför kollimatorn 103, taget i Z-riktningen. Kollimatorn 103 har en första utsträckt slits 104 och en andra utsträckt slits 105. Värdera av de utsträckta slitsarna 104 och 105 är t.ex. 50 um bred och 25 cm lång, och täcker alltså hela längden för vardera respektive uppsättning 101 och 102 i en X-riktning men endast ett relativt kort av- stånd av längden av vartdera individuellt detektorelement i en Y-riktning. Strålningen som når vartdera detektorelementet är alltså begränsad i X-riktningen av bredden av detektorelementet till 50 um och begränsad i Y-riktningen till bredden av den ut- sträckta slitsen 104 och 105 till 50 um. Alltså erhålls en spa- tial upplösning där vardera pixel är 50 x 50 um. X-riktningen, Y-riktningen och Z-riktningen är väsentligen ortogonala.

Figur lb visar anordningen i figur la tagen längs linjen A-A.

Figur lc visar anordningen i figur la tagen längs linjen B-B.

För att åstadkomma en bild av strålningen förflyttas kollima- torn 103 med en konstant hastighet, eller alternativt stegvis med t.ex. 50 um steg i Y-riktningen. Slitsarna 104 och 105 kom- mer att röra sig över detektorelementuppsättningarna 101 och 102 och släppa igenom strålning från olika delar av det skanna- de området till detektorelementen under skanningen. Strålningen som när detektorelementen är kontinuerligt bevakad och sparas i en dator (ej visad) och en bild av strålningen sätts samman.

Som ett alternativ kan slitsen 104 passera över båda detektor- elementuppsättningarna 101 och 102. En översampling, eller dub- belskanning skulle därmed åstadkommas av delen av objektet som skall avbildas som är beläget ovanför den ursprungliga positio- nen av detekteringselementuppsättning 102. Om, vilket ibland inträffar i den här typen av detektorer, ett detektorelement i uppsättningen 102 är trasigt erhålls en förbättrad bild efter- som det är mycket osannolikt att det motsvarande elementet i detektorelementuppsättning 101 också skulle vara trasigt. Det är uppenbart för fackmannen att i praktiska tillämpningar där inte endast två uppsättningar används utan en mångfald med upp- 5 2 5 5 8 9 š-'íf "If . f; tft fri: sättningar att väsentligen hela objektet skulle bli utsatt för översampling. Endast delen över den första uppsättningen skulle inte utsättas för översampling.

Det är naturligtvis också möjligt att förflytta objektet som skall avbildas och detekteringselementuppsättningen i relation till en fast kollimator. Det är också föredraget att förflytta strålningskällan med kollimatorn, såsom kommer att diskuteras Senalfê .

Figur 2 visar en vy från ovan av en strålningsdetektor enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen där endast en upp- sättning detektorelement 201 används och en kollimator 202 om- fattar en motsvarande utsträckt slits 203. Om ett objekt 204, som är större än detektorn, såsom den anges av längden av upp- sättningen med detekteringselement i en dimension och längden av de individuella detektorelementen i den andra dimensionen skall avbildas kan detektorn förflyttas mellan successiva skan- ningar. Figur 2 visar detektorn i en första startposition 200a, angivet av prickade linjer och i en andra slutposition 200b, där detektorn har förflyttats i Y-riktningen i successiva steg med längd L, där L är längden för detektorelementen i y-rikt- ningen för att skanna objektet 204. Alltså förs slitsen 203 över hela området för objektet 204 och en bild registreras.

D.v.s. både detektorn, omfattande uppsättningen med detektor- element 201 och kollimatorn förflyttas under skanningen.

Figur 3 visar en vy från sidan av föredragen utföringsform en- ligt uppfinningen omfattande en första kollimator 301 och en andra kollimator 302. Den första kollimatorn 301 har två ut- sträckta slitsar 303 och 304 och den andra kollimatorn har två utsträckta slitsar 305 och 306 inriktade med den första kolli- matorns 301 slitsar 303 och 304. De utsträckta slitsarna 303 och 304 är företrädesvis anordnade vid projektionen av infal- lande röntgenstràlning, avgiven av en strålningskälla 310 genom slitsarna 305 och 306.

Oo nu . . _ __ . ø » » . . . . , , ,, n .. :z .o z . _ _: :~.- 'ß u . a--I ' ~ .<- "° I vn n . , ' - .. .. _. g lo . . . . U En första uppsättning detektorelement 307, av vilka endast det första detektorelementet är synligt i denna vy, och en andra uppsättning detektorelement 308, av vilka endast det första är synligt i denna vy är anordnade under nämnda första kollimator 301. Den första 301 och andra 302 kollimatorn är anordnade på ett avstånd för att medge att ett objekt 309, som skall avbil- das, placeras däremellan. Det huvudsakliga syftet för den för- sta kollimatorn 301 är att förhindra strålning att nå detektor- elementen 307 och 308 på andra positioner än som bestäms av slitsarna 303 och 304. Det huvudsakliga syftet för den andra kollimatorn 302 är att reducera strålningsdosen till objektet 309. Detta är speciellt viktigt där levande objekt, t.ex. en människa, skall avbildas.

Strålningskällan 310 strålar röntgenstrålning mot den andra kollimatorn 302. Den andra kollimatorn släpper endast igenom fotoner genom slitsarna 305 och 306 och fotoner bestrålar allt- så objektet 309 väsentligen endast direkt under slitsarna 305 och 306.

Slitsarna 303 och 304 släpper igenom strålning mot detektorele- menten 307 och 308 så att en avläsning erhålls beträffande strålningen som passerar genom objektet 309.

Kollimatorerna 301 och 302 och strålningskällan 310 förflyttas med fast förhållande till varandra i Y-riktningen, under det att strålningsdata kontinuerligt avläses av detektorelementen 307 och 308 för att därmed skanna objektet 309.

Figur 4 visar en schematisk ritning i en vy från sidan av en E-armdetektorapparat enligt en föredragen utföringsform av upp- finningen. E-armen omfattar en första arm 401 som bär strål- ningskällan, en andra arm 402 som bär en första kollimator och en tredje arm 403 som bär en andra kollimator. De första, andra och tredje armarna är fixerade i förhållande till varandra.

Strålningskällan är anordnad att stråla röntgenstrålar mot den första kollimatorn. E-armen är fäst till en ställning 404 för 11 523 589 s°=a°'==..-° :°,-~:= ,--,--;= ..; ¿¿¿- att medge att E-armen kan utföra en pendelrörelse runt en axel 405, och/eller en horisontell tvärgående rörelse längs x- eller y-riktningen. Ett objekt 406 som skall avbildas positioneras mellan de första och andra kollimatorerna och fixeras i förhål- lande till ställningen 404. Genom att röra E-armen åstadkoms en skanning av objektet 406. En fjärde arm 407 bär strålningsde- tekteringselementen. Den fjärde armen 407 kan vara oberoende förflyttningsbar i förhållande till E-armen, såsom krävs av en del utföringsformer beskrivna häri.

Figur 5 visar en vy från sidan av en föredragen utföringsform enligt uppfinningen där en gasdetektor 501 används. Gasdetekto- rer är per se kända och alltså kommer inga detaljer att ges be- träffande den specifika funktionen för gasdetektorn 501. I det- ta avseende hänvisar vi till vår samtida patentansökan av Francke et al. som har US-patent nr US 09/443,294, US 09/698,173, US 09/709,305, US 09/752,722 och den svenska pa- tentansökan av Francke et al. som har svenskt patentansöknings- nummer SE 0102097-3, vilka alla härmed inarbetas genom ovanstå- ende referens.

En första kollimator 502 omfattar slitsar 503 och 504. Den för- sta kollimatorn 502 används primärt för att förhindra över- skottsstrålning att nå ett objekt 505 som skall avbildas. Slit- sar 503 och 504 släpper igenom strålning mot objekt 505 längs angivna öppningar. En andra kollimator 506, som har två slitsar 507 och 508 är anordnad över gasdetektorn 501 för att släppa in röntgenfotoner i gasdetektorn 501. Fotonerna joniserar gasen vilket resulterar i att elektroner, schematiskt indikerade 509 i figur 6a, frigörs. Elektronerna, som accelereras av en spän- ning 510 applicerad över en katod 511 och en anod 512, regi- streras av två olika detektorelement 513 och 514. Alternativt kan spänningen 510 vara tillräckligt stark för att orsaka elek- tronlavinförstärkning under accelerationen mot detektorelemen- ten 513 och 514. Kollimatorerna 502 och 506 förflyttas i Y-riktningen i relation till gasdetektorn 501 för att utföra en l I Inn --..:: ;g~~ . . . . n .uu - .- l n n . , ' ' ' ' a- _ Qcc ' ß u .g : ?\:: ::.:'--~ -2"" n ' v ~ I ' " '° ' ~ - . . - .. skanning av objektet 505 och därmed registreras en 2-dimen- sionell bild.

Det bör göras klart att, fastän två kollimatorer visas i figur 5, man kan klara sig utan en av kollimatorerna 502 och 506. Om mängden strålning som når objektet 505 inte är viktig kan kol- limatorn 502 utelämnas. Arrangemanget i figur 6a kan i stället klara sig utan kollimator 506 men, på grund av spridning av strålning, kan en lägre upplösning erhållas.

Det bör också klargöras att, fastän detektorelementen 513 och 514 har avbildats nedanför anoden 512, de lika gärna kan posi- tioneras ovanför anoden 512, anordnas att fungera som anoden, i vilket fall anoden 512 skulle ersättas av detektorelementen, eller så kan t.o.m. detektorelementen positioneras intill kato- den, i vilket fall de skulle detektera positiva joner.

Figur 6 visar en föredragen utföringsform enligt uppfinningen som har en första 601 och en andra 602 uppsättning detektorele- ment. En kollimator 603 har två slitsar 604 och 605 för att släppa igenom strålning mot utvalda delar av detektorelement- uppsättningarna 601 och 602. Detektorelementen i de två upp- sättningarna med detektorelement 601 och 602 är anordnade med ett avstånd d från varandra, t.ex. 2 mm, i X-riktningen. I den- na utföringsform är a väsentligen större än ett avstånd s, som är bredden för detektionsområdet i X-riktningen för detektor- elementet. I andra avseenden är föreliggande utföringsform lik- nande utföringsformen beskriven i samband med t.ex. figur 1.

För att erhålla en komplett 2-dimensionell bild av ett objekt är det alltså nödvändigt att skanna inte endast i Y-riktningen genom att förflytta kollimatorn 603 men att också att skanna i X-riktningen genom att förflytta detektorarrangemanget, defini- erat av alla individuella detektorelement, och kollimatorn 603 (och också möjligen strålningskällan) men inte objektet. Först förflyttas kollimatorn 603 i Y-riktningen från dess startposi- tion till dess slutposition för att därmed skanna över väsent- ä! I 0 an» . , 5 5 8 . - . ' . - O-'I . . . - . . . . -. Ü Uli! o v a - q . , _ ' - n . ,_ _ nu. .-~ .. , ' - n . _ __ . . , ,,, , :_ :v ~ - . . ' o a a 0 _. ._ ~ a . l3 ligen hela längden av detektorelementen. Därmed erhålls en upp- sättning bildlinjer, emellertid är linjerna separerade av av- ståndet d i X-riktningen. För att erhålla en komplett 2-dimen- sionell bild förflyttas detektorarrangemanget och kollimatorn i X-riktningen ett avstånd 8' väsentligen lika med linjebreddav- ståndet 8, t.ex. 50 um. Kollimatorn förflyttas återigen i Y-riktningen, denna gång emellertid i motsatt riktning mot vad som var slutpositionen under den första skanningen, till vad som var startpositionen under den första skanningen, för att erhålla en andra uppsättning bildlinjer i Y-riktningen. Proces- sen upprepas sedan tills detektorelementen 60l, 602 och kolli- matorn 603 har förflyttats väsentligen hela avståndet a.

Alltså, kan sammanfattningsvis kollimatorn 603 sägas oscillera fram och tillbaka i X-riktningen under det att detektorelemen- ten 60l och 602, tillsammans med kollimatorn, förflyttas ett linjebreddavstånd i X-riktningen varje gång kollimatorn vänder.

Fastän figur 6 endast visar två uppsättningar detektorelement med l4 detektorelement vartdera skulle ett komplett detektorar- rangemang typiskt sett inkludera många fler uppsättningar som har många fler detektorelement. Typiskt skulle ett detektorar- rangemang, i praktiska tillämpningar, som skulle täcka 25 x 25 cm, kunna använda detektorelement som har en längd i Y-rikt- ningen om 5 mm, och i X-riktningen om 50 um, som är separerade med 2 mm. En sådan anordning skulle alltså ha 250/5=50 uppsätt- ningar detektorelement, där vardera uppsättningen har 125 de- tektorelement. Naturligtvis skulle kollimatorn ha 50 slitsar, vardera slits motsvarande en respektive detektoruppsättning.

Detektorn skulle behöva approximativt 40 skanningar för att re- gistrera en komplett 2-dimensionell bild. Om dosen som ges ob- jektet som skall avbildas skall minimeras kan en andra kollima- tor användas.

Det bör noteras att i beskrivningen som givits ovan har inga specifika detaljer givits beträffande elektroniken involverad i 5 2 3 5 8 9 5.2 É":". r' "If .~ » - . . .. ... - - . _, __ ' v o n. I :. 2": I v u » °,. ' ' ° * u u . ' ' -v a . . . - .. avläsning av de individuella stràlningsvärdena av strålningsde- tekteringselementen eller beträffande sammanställning av bilden från det erhållna pixeldatat. Detta är emellertid väl kant för fackmannen och föreliggande beskrivning lastas därför inte med dessa detaljer.

Det är uppenbart att uppfinningen kan varieras på ett mångfal- digt sätt. T.ex. kan stràlningsdetekterande element, uppsätt- ningar och slitsar varieras utan begränsning. Sådana variatio- ner skall inte betraktas som avsteg frân omfånget av uppfin- ningen. Alla sådana modifikationer som skulle vara uppenbara för fackmannen är avsedda att vara inkluderade inom omfånget för de bifogade kraven.

Claims (32)

1. - Q . n u. ...u 523 589 --- -= f . _. . . . _: ~ -- ~ ., - _... .n I 2:; - ~ . . _ _ . . . - - .n IS Patentkrav Apparat för detektering av strålning omfattande: åtminstone en första kollimator anordnad att släppa igenom strålning, emitterad från en strålningskälla, genom åtminsto- ne en första och en andra slits i en Z-riktning och förhindra strålning i nämnda Z-riktning förutom genom nämnda åtminstone första och andra slits, ä n n e t e c k n a d a v åtminstone en första och åtminstone andra uppsättning av åt- minstone två strålningsdetekteringselement, att nämnda strålningsdetekteringselement är ett halvledarele- ment, att vartdera av nämnda strålningsdetekteringselement har en bredd d i en X-riktning, där nämnda X-riktning är riktningen för nämnda uppsättning med strålningsdetekteringselement, att vartdera av nämnda strålningsdetekteringselement har en längd ß i en Y-riktning, att nämnda första och åtminstone andra slits, för att släppa igenom strålning i Z-riktningen, har en längd i nämnda andra X-riktning vilken är åtminstone så lång som nämnda uppsätt- ning med strålningsdetekterande element, att nämnda första och åtminstone andra slits har en längd i nämnda Y-riktning, vilken är väsentligen kortare än nämnda längd ß för nämnda strålningsdetekteringselement, och nämnda åtminstone första uppsättning med strålningsdetekte- ringselement och nämnda åtminstone andra uppsättning med strålningsdetekteringselement är förskjutna i förhållande till varandra väsentligen endast i Y-riktningen med ett av- stånd väsentligen lika med B, 5 2 3 5 8 9 šfff '°If_ ¿"¿'j:=_ :::_' lb . .... u nämnda åtminstone första och åtminstone andra slits är för- skjutna i förhållande till varandra väsentligen endast i Y-riktningen med ett avstånd väsentligen lika med ß, och förskjutningsorgan anordnade att förflytta nämnda kollimator och/eller nämnda uppsättning med strålningsdetekteringsele- ment åtminstone i nämnda Y-riktning.

2. Apparat enligt krav l, vari nämnda första och andra slits är fixerade i förhållande till varandra, och nämnda första och andra uppsättning med strål- ningsdetekteringselement är fixerade i förhållande till var- andra.

3. Apparat enligt krav l eller 2, vari nämnda förskjutningsorgan är anordnade att förflytta nämnda kollimator i förhållande till nämnda strålningsdetekterings- element i nämnda Y-riktning över väsentligen hela längden ß för nämnda strálningsdetekteringselement.

4. Apparat enligt krav 1 eller 2, vari nämnda förskjutningsorgan är anordnade att förflytta nämnda kollimator i förhållande till nämnda strålningsdetekterings- element i nämnda Y-riktning över en längd väsentligen längre än längden B, t.ex. 2*ß, 3*ß eller någon multipel av ß.

5. Apparat enligt något av kraven l-4, vari vartdera av nämnda strålningsdetekteringselement är anordnade att upprepat detektera värden under den relativa förflytt- ningen av nämnda kollimator och strålningsdetekteringselement för att erhålla multipla värden för strålningen som släpps igenom nämnda slits till nämnda motsvarande strålningsdetek- teringselement.

6. Apparat enligt något av kraven l-5, vari 525 589 I? . . . - .. - nämnda förflyttning är en translation av nämnda kollimator i Y-riktningen över nämnda åtminstone första uppsättning med strålningsdetekteringselement.

7. Apparat enligt något av kraven l-5, vari nämnda rörelse är en svängningsrörelse av kollimatorn och strålningskällan i förhållande till strålningsdetekterings- elementen.

8. Apparat enligt något av kraven l-7, vari nämnda kollima- tor är anordnad att väsentligen helt täcka vartdera av nämnda strålningsdetekteringselement, under nämnda rörelse, från strålning, förutom strålning som släpps igenom nämnda slits till nämnda strålningsdetekteringselement.

9. Apparat enligt något av kraven ovan, vari nämnda bredd a är väsentligen kortare än nämnda längd ß, och nämnda längd för nämnda uppsättning är väsentligen längre än nämnda längd ß.

10. Apparat enligt något av kraven ovan, vari ningsdetekteringsorgan är en CCD.

11. ll. Apparat enligt något av kraven ovan, vari ningsdetekteringselement är en TFT-uppsättning.

12. l2. Apparat enligt något av kraven ovan, vari ningsdetekteringselement är en C-mos-detektor.

13. Apparat enligt något av kraven ovan, vari ningsdetekteringselement är PIN-dioder.

14. Apparat enligt något av kraven 8-13, vari nämnda nämnda nämnda nämnda strål- strål- strål- strål- - en andra kollimator, som har åtminstone två utsträckta öpp- ningar separerade med ett avstånd ß, är anordnad på ett av- stånd Y i Z-riktningen från nämnda första kollimator, vari nämnda avstånd Y väljs för att medge att ett objekt kan posi- tioneras mellan nämnda första och andra kollimator, och 525 589 ~ - . . .. m 18 - nämnda första och andra kollimator är fixerade i förhållande till varandra så att röntgenstrålning som avges från röntgen- strålningskällan och släpps igenom nämnda slits i den andra kollimatorn släpps igenom motsvarande slits i den första kol- limatorn.

15. Apparat enligt något av kraven ovan, vari nämnda detek- torelement omfattar ett strålningsdetekteringsområde vilket är väsentligen så brett i X-riktningen som nämnda avstånd d.

16. Apparat enligt något av kraven 1-14, vari nämnda detek- torelement omfattar ett strålningsdetekteringsområde, vilket har en bredd E i X-riktningen som är väsentligen kortare än nämnda avstånd a.

17. Apparat enligt krav 16, vari - nämnda förskjutningsorgan är anordnat att upprepat förflytta nämnda kollimator i förhållande nämnda strålningsdetekte- ringselement fram och tillbaka i nämnda Y-riktning över i vä- sentligen hela längden B för nämnda strålningsdetekteringsele- ment, och - nämnda förskjutningsorgan är anordnade att förflytta nämnda strålningsdetekteringselement och nämnda kollimator väsentli- gen ett avstånd 6 i X-riktningen för varje upprepning av rö- relse i nämnda Y-riktning.

18. Anordning för röntgenstrålesavbildning omfattande de- tektorapparaten enligt något av kraven 1-17, omfattande - en röntgenkälla anordnad förskjuten i Z-riktningen i förhål- lande till nämnda kollimator och anordnad att avge röntgen- strålning i åtminstone nämnda Z-riktning mot nämnda strål- ningsdetekteringsorgan och nämnda strålning är anordnad att passera genom ett objekt som skall avbildas, 5 2 s 5 s 9 _ lq u - nämnda kollimator är anordnad att skanna över väsentligen hela objektet, och - nämnda strålningsdetekteringsanordning är anordnad att uppre- pat detektera strålningen som når nämnda strålningsdetekte- ringsanordning för att sammanställa en skannad bild av det röntgenstrålade objektet.

19. Metod för detektering av strålning omfattande: - åtminstone en första kollimator anordnad att släppa igenom strålning genom en första och åtminstone en andra slits i en Z-riktning och förhindra strålning i nämnda Z-riktning för andra positioner, - en första och åtminstone en andra uppsättning med strålnings- detekteringselement omfattande åtminstone två strålningsde- tekteringselement, - att vartdera av nämnda strålningsdetekteringselement har en bredd a i en X-riktning, där nämnda X-riktning är riktningen för nämnda uppsättning med strålningsdetekteringselement, - att vartdera av nämnda strålningsdetekteringselement har en längd ß i en Y-riktning, - att nämnda första och åtminstone andra slits, för att släppa igenom strålning i Z-riktningen har en längd i nämnda andra X-riktning vilken är åtminstone så lång som nämnda uppsätt- ning med strålningsdetekteringselement, - att nämnda första och åtminstone andra slits har en längd i nämnda Y-riktning vilken är väsentligen kortare än nämnda längd ß för nämnda strålningsdetekteringselement, - att nämnda första och åtminstone andra uppsättning med strål- ningsdetekterande element är förskjutna i förhållande till varandra väsentligen endast i Y-riktningen med ett avstånd väsentligen lika med ß, och 525 589 ißëfifzzëizvafflx 20 .... N omfattande steget att: - förflytta nämnda kollimator i förhållande till nämnda strål- ningsdetekteringselement i Y-riktningen över väsentligen hela längden ß för nämnda strålningsdetekteringselement.

20. Metod enligt krav 19, omfattande - att nämnda första och andra slits, och nämnda första och and- ra uppsättning strålningsdetekteringselement är fixerade i förhållande till varandra.

21. Metod enligt något av kraven 19-20, omfattande det yt- terligare steget att: - kontinuerligt detektera ett värde motsvarande den detekterade strålningen under den relativa förflyttningen av nämnda kol- limator och strålningsdetekteringselement, för att erhålla multipla värden för strålningen som släpps igenom nämnda slits till nämnda motsvarande strålningsdetekteringselement.

22. Metod enligt något av kraven 19-21, vari - nämnda rörelse är en translation av nämnda kollimator i Y-riktningen över nämnda åtminstone första uppsättning med strålningsdetekteringselement_

23. Metod enligt något av kraven 19-21, vari - nämnda rörelse är en svängningsrörelse av kollimatorn och strålningskällan i förhållande till de strålningsdetekterande elementen.

24. Metod enligt något av kraven 19-23, vari nämnda bredd d är väsentligen kortare än nämnda längd ß, och nämnda längd för nämnda uppsättning är väsentligen längre än nämnda längd B.

25. Metod enligt något av kraven 19-24, vari nämnda strål- ningsdetekteringsorgan är en CCD-anordning. ! E E v o u. . . »- 8 z -. ,, _ - ...at .az n.. , __,_ -- ~ . . , , , . .. . '-- -nn a.. “ ' I . ._ - . . ._ I j, :°: ~ . . .. '. ' ' ° u. .o u' 2 _' ' .. .

26. Metod enligt något av kraven 19-24, vari nämnda strål- ningsdetekteringselement är en TFT.

27. Metod enligt något av kraven 19-24, vari nämnda strål- ningsdetekteringselement är en C-mos-detektor.

28. Metod enligt något av kraven 19-24, vari nämnda strål- ningsdetekteringselement är PIN-dioder.

29. Metod enligt något av kraven 19-28, vari - en andra kollimator, som har åtminstone två utsträckta öpp- ningar separerade av ett avstånd ß, är anordnad på ett avstånd Y i Z-riktningen från nämnda första kollimator, vari nämnda avstånd y väljs för att medge ett objekt att positioneras mel- lan nämnda första och andra kollimatorer, och - nämnda första och andra kollimator är fixerade i förhållande till varandra så att röntgenstrålning avgiven från röntgen- källan och som släpps igenom nämnda slits i den andra kolli- matorn släpps igenom motsvarande slits i den första kollima- torn.

30. Metod enligt något av kraven 19-29, vari nämnda detek- torelement omfattar ett strålningsdetekteringsområde vilket är väsentligen så brett i X-riktningen som nämnda avstånd a.

31. Metod enligt något av kraven 19-29, vari nämnda detek- torelement omfattar ett strålningsdetekteringsområde, som har en bredd E i X-riktningen som är väsentligen kortare än nämnda avstånd d.

32. Metod enligt krav 31, vari - nämnda förskjutningsorgan är anordnade att upprepat förflytta nämnda kollimator i förhållande till nämnda strålningsdetek- teringselement fram och tillbaka i nämnda Y-riktning över vä- 5 23 539 E. än? _š ä. sentligen hela längden ß för nämnda strålningsdetekteringsele- ment, och nämnda förskjutningsorgan är anordnade att förflytta nämnda strålningsdetekteringselement och nämnda kollimator väsentli- gen ett avstånd S i X-riktningen för vardera repetitionen av rörelse i nämnda Y-riktning.