WO2017133876A1 - Tomography device - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a tomography ievorraum for electron beam X-ray computer tomography, by means of which a three-dimensional image of the internal structure of an examination object is made possible.
- Vacuum chamber guided electron beam by means of an electromagnetic deflection guided over a target may e.g. be an annular or ring-shaped metal target.
- Electron beam on the target generates X-radiation, so that by means of the substantially inertia-free electron beam a fast moving
- X-ray spot can be generated.
- the X-rays can be a
- Examination object e.g. a patient to be screened.
- X-radiation is detected by means of an X-ray detector, e.g. by means of a circular or semi-circular X-ray detector arranged with a slight axial offset from the target.
- Beam attenuation profiles are generated when the examination object is irradiated from different directions, and the density distribution in the irradiated sectional plane is calculated from the measured data by using tomographic image reconstruction methods.
- the electron beam X-ray computer tomography is e.g. used in medical diagnostics, in particular for imaging the beating heart.
- the principle of electron beam tomography may e.g. can be used to create sectional sequences of flow processes with high temporal and spatial resolution. This is possible for currents that
- Electron beam orbit predetermined scan plane successively several The three-dimensional flow structure is reconstructed from the time course. Since in this case the three-dimensional
- the flow structure is reconstructed only from a sectional sequence of two-dimensional, successively recorded in one and the same scan plane sectional images, the information gain is limited.
- the actual three-dimensional appearance of the flow structure can not be directly detected, and the reconstructed three-dimensional flow structure can be detected by the
- DE 103 56 601 A1, DE 10 2008 005 718 A1 and DE 10 2009 002 114 B4 describe arrangements for electron beam tomography, by means of which
- DE 103 56 601 A1 also describes an arrangement for three-dimensional X-ray tomography with a single-plane linear detector, wherein by means of a stepped target
- Focal spot paths are generated in a plurality of z-planes, and the x-ray radiation is generated by means of the single plane arranged at a predetermined z-position.
- Linear detector is detected so that the resulting radiation levels are not parallel to each other.
- the invention provides an uncomplicated electron beam
- X-ray computer tomograph provided by means of which in a simple manner, a three-dimensional imaging of the internal structure of a
- a tomography device for electron beam X-ray tomography is provided, by means of which a three-dimensional image of the internal structure of an examination subject is made possible.
- Tomography apparatus may include a receptacle (also referred to as a receiving space) for receiving an examination object therein, the object to be imaged is accordingly positioned in the receptacle.
- a receptacle also referred to as a receiving space
- the tomography apparatus has means for generating an electron beam (also referred to as an electron gun), e.g. an electron gun.
- the tomography apparatus further includes a deflector for deflecting and guiding the electron beam.
- the deflection device is for
- the deflection device can thus a
- Electron beam is formed by electromagnetic fields.
- the tomography apparatus has a target for decelerating the electron beam to generate X-ray radiation.
- the target is a material provided thereon for impinging the electron beam, the electrons of the electron beam generating X-ray radiation
- the electron beam is directed by means of the deflection device to predetermined positions on the target. In the point of impact of the
- Electron beam on the target produces X-radiation, which is used to irradiate the examination subject.
- the target may e.g. consist of a metal or have an X-ray generating active layer of a metal, wherein the metal e.g. Tungsten can be.
- the tomography apparatus further comprises a control device for controlling (i.e., driving) the deflection device.
- the control device is designed to control the deflection device by means of control data.
- the control data define the time profile of the deflection of the electron beam by the deflection device, so that by means of the control data
- control data thus also define the time course of the
- the control device is designed to drive the deflection device based on the control data such that the electron beam (in particular the electron beam impingement point) performs the movement sequence predetermined by the control data.
- the control of the deflection device according to the control data may be e.g. take place by the accordingly by the control device
- Control signals are transmitted to the deflection device.
- the control device may be connected to the deflection device by means of a data connection.
- the control device is designed (by means of appropriate control data) for controlling the deflection device such that the electron beam is deflected by the
- Control device can be directed by the deflection device to predetermined positions on the target, so that the electron beam impinges on a predetermined impact position or a predetermined impact point on the target. At the point of impact of the electron beam on the target, X-radiation is generated, which is used to irradiate the examination subject.
- Impact position of the electron beam on the target is also called the electron beam impact point, electron beam impact position, X-ray focal spot or short
- the control device is set up (by means of appropriate control data) for controlling the deflection device such that the electron beam is guided over the target in such a way that the electron beam impingement point successively describes or passes through several paths on the target.
- the orbits described by the electron beam impact point on the target are also referred to as
- the control device is for controlling the
- Deflection device configured such that each of the focal spot paths extends in a different plane; These levels are also called orbit planes
- Control data is formed such that the electron beam from the
- Electron beam impact point successively along several, running in different orbits focal spot paths travels over the target, all of these orbital planes are parallel to each other and thus a common
- the orbital plane normal direction designates the direction of the normal vector of the orbital planes.
- X-radiation is generated, which is used to examine the object to be examined.
- Electron beam impact point is thus guided along multiple focal spot paths (e.g., along at least two focal spot paths or, for example, along at least three focal spot paths, e.g., along two, three, or four focal spot paths, e.g., along two, three, or four focal spot paths, e.g., along two, three, or four focal spot paths, e.g., along two, three, or four focal spot paths, e.g., along two, three, or four focal spot paths.
- the tomography device also has a detector device with a plurality of detectors for detecting the x-ray radiation.
- the detectors are also referred to as X-ray detectors or single detectors, i.
- the term X-ray detector denotes a single detector for detecting X-ray radiation. Such a detector or X-ray detector is therefore also called
- Each of the X-ray detectors has a detector element extending along the web plane normal direction across all web planes and having a scintillator material from which scintillation light is generated by scintillation of incident X-radiation thereon.
- Scintillator material is a material that emits light upon incidence of X-ray radiation, in particular light generated by scintillation.
- the light generated by scintillation is also called scintillation light.
- the scintillation light is electromagnetic radiation having a different wavelength than that
- the scintillation light can be in the visible spectral range, for example lie, but also in the ultraviolet or infrared spectral range.
- Detector elements are used to convert the X-radiation into scintillation light and are therefore also referred to as conversion elements.
- Each of the X-ray detectors has a light detector (also referred to as a light converter) configured to detect the scintillation light and generate a detection signal based on the detected scintillation light.
- the detector signal generated by the light detector of an X-ray detector simultaneously forms the detector signal of the X-ray detector and is therefore also referred to as
- X-ray detector signal denotes.
- each of the X-ray detectors has a light detector, which is arranged and designed such that the scintillation light generated by the conversion element of the X-ray detector can be detected by it.
- Light detector may e.g. be designed as a photodetector, the light detector may e.g. a photodiode, a photomultiplier, a phototransistor or photoresistor.
- the light detector is designed such that scintillating light incident thereon is converted into an (e.g., electrical) signal which detects the scintillation light (e.g., the intensity of the scintillation light) as a detector signal of the X-ray detector and is also referred to as a scintillation light detector.
- Each of the X-ray detectors thus has a conversion element and a
- a scintillation light detector wherein the conversion element is configured to convert X-rays incident thereon to scintillation light, and wherein the scintillation light detector is configured to detect the scintillation light and generate a detection signal based on the detected scintillation light.
- each of the X-ray detectors has a single conversion element and a single scintillation light detector.
- the electron beam impact point becomes sequential along the different ones according to the control data
- Focusing paths are guided, with each of the focal spot paths in another Orbital plane is located so that the X-rays are emitted successively in the different orbital planes.
- the amount of the orbital planes has two outer orbital planes, namely the
- Orbital plane having the smallest coordinate with respect to the web plane normal direction and the web plane having the largest coordinate with respect to the web plane normal direction, these two outer web planes are also referred to as edge planes.
- the conversion element of each of the X-ray detectors extends across all the orbital planes, i. each conversion element is dimensioned and arranged such that its extension along the
- Web plane normal direction is at least as large as the distance between the two outer web planes along the web plane normal direction, and that it extends along the web plane normal direction at least from the first edge plane to the second edge plane.
- each X-ray detector or single detector extends along the common orbital plane normal direction of a set of several mutually parallel trajectory planes across all these trajectory planes, i. extends at least from the web plane with the smallest coordinate with respect to the web plane normal direction to the web plane with the largest coordinate with respect to the web plane normal direction.
- each of the parallel track planes in the extension intersects the conversion element.
- Conversion element of each individual detector dimensioned and arranged so that it is cut from each web plane of the set of parallel web planes, each of the web levels passes through one of the focal lanes.
- each of the X-ray detectors extends over all the orbital planes, so that by means of each conversion element X-radiation can be detected in each of the orbital planes and converted into a detector signal by means of the associated scintillation light detector.
- X-ray radiation can be detected in each of the track planes.
- the Tomographievornchtung is designed so that each of them
- Detector signals of the X-ray detectors based on the control data by means of which the control of the deflection device by the control device, is assigned to one of the orbital planes, wherein the detector signals are respectively assigned to that level, which originates the signal-causing X-radiation.
- the tomography device is thus designed in such a way that the assignment of the detector signals of the X-ray detectors to the individual track planes takes place via the evaluation of the deflection control implemented by the control device on the basis of the control data. This allows the means of a
- Conversion element generated detector signals which are always detected by means of one and the same scintillation light detector, are uniquely associated with the plane in which the X-ray causing them has arisen.
- Each detector signal is caused by X-radiation in the plane in which the X-ray focal spot is at the time of generation of the detector signal.
- the conversion elements extend over all planes, so that the X-ray detectors generate a detector signal regardless of which plane the focal spot is currently in. Therefore, the detector signals can not be uniquely assigned to one of the planes on the basis of the signal-generating X-ray detector initially.
- the control data defines the movement of the electron beam and the time course of the impact position of the electron beam on the target, so that based on the control data for each detector signal at the time of
- Detection of the detector signal present electron beam impact position can be determined.
- each detector signal can be assigned the electron beam incident position (and thus also the orbital plane in which this electron beam incidence position is located) at the time of the signal detection.
- the tomography device is accordingly designed such that each of them Detector signal of the X-ray detectors based on the control data
- the tomography device is thus designed in such a way that it assigns each detector signal based on the control data to the plane controlled by the electron beam during the generation of the detector signal.
- the electron beam is thus guided one after the other along the focal spot paths in the different track planes, so that X-ray radiation is successively generated in these planes.
- Tomography device is arranged in the beam path of the X-ray radiation, so that the examination object is irradiated by the X-ray radiation, wherein the X-ray radiation is weakened.
- the X-ray detectors are arranged such that the conversion elements (or at least one or some of the conversion elements) in the beam path of the X-ray radiation behind the
- Receiving space and thus in the beam path of the weakened by the examination object X-ray are arranged so that they can be detected by the X-ray attenuated by the examination object.
- the X-ray radiation which has passed through the examination object is converted by means of the conversion elements of the X-ray detectors into scintillation light, which is converted into a detector signal by means of the scintillation light detectors of the X-ray detectors.
- the transmission direction in which the examination object is irradiated by the X-radiation also changes.
- a projection characterizes the beam attenuation profile present in the respective plane for a given one Transmission direction, which is given by the totality of the signals of several or all of the X-ray detectors in the respective fürstrahlgeometrie.
- the projections associated with a common plane (with different
- the tomography device can thus be designed in such a way that it can generate a projection data set of the examination object assigned to this plane on the basis of the detector signals assigned to a common plane.
- the X-ray detectors can thus for each of the levels of a record of Naturalstrahlêtionen
- the electron beam impact point may enter from the tomography device for each of the orbital planes
- the tomography device may thus for each of the planes for generating one of the plane associated
- the inner structure of the examination subject present in the associated irradiated volume is determined without overlay, and e.g. be illustrated in the form of a tomographic image.
- an associated projection data set being detectable for each of the web levels by means of the tomography apparatus
- an associated tomographic image or an associated tomographic image can be detected for each of the web levels by means of the tomography apparatus.
- a Three-dimensional image of the internal structure of the examination object are generated.
- Imaging of the internal structure of the object under examination also referred to as 3D electron beam X-ray computed tomography.
- each of the X-ray detectors having a conversion element extending across all of the orbital planes, X-ray radiation in each of the orbital planes can be detected by each of the X-ray detectors, so that the number of detectors required to cover the orbital planes can be minimized, with the required number the channels of the detector electronics can be kept low.
- the tomography device can be realized with a straightforward structure, in which case the costs for the
- Detector material can be kept low.
- control data being able to be assigned to the signal-causing orbital planes
- tomographic images can be generated at different positions of the examination object by means of the tomography device, so that a three-dimensional imaging of the examination subject is made possible, wherein, despite the small number of detectors, e.g. a 3D data set of individual projections of the examination object can be collected.
- each X-ray detector is formed with only a single light detector, in particular, the number of required light detectors can be kept low.
- each of the detector elements (also referred to as conversion elements) has, on its outer surface, a reflective coating for reflecting the scintillation light, the reflective coating covering the entire area
- Scintillation light acting section also called scintillation light exit window covered.
- the mirror coating is designed such that the scintillation light generated in the conversion element on the outer surface of the
- the portion of the detector element outer surface functioning as an exit window for the scintillation light is not covered by the mirroring. Due to the mirroring, the scintillation light can only at the scintillation light exit window from the
- the scintillating light detector of each X-ray detector is arranged so as to exit from it through the scintillation light exit window
- the Conversion element of the X-ray detector emerging scintillation light can be detected. Due to the wavelength dependence of the reflectivity of mirrors, it is ensured that the X-ray radiation can enter the conversion element despite the reflective coating reflecting the scintillation light.
- the mirroring may e.g. be designed as a dichroic mirror (also referred to as interference mirror) or as a metal layer (for example in the form of a
- the X-ray detectors are designed and arranged such that the conversion element of each X-ray detector extends along the Bruebenen- normal direction over all of the orbital planes away. It can e.g.
- each of the conversion elements is rod-shaped and is arranged to extend with its longitudinal direction along the web plane normal direction.
- each X-ray detector may be configured such that the scintillation light detector of the X-ray detector is disposed at one of the two bar ends of the bar-shaped conversion element (e.g., one of the two end faces of the conversion element constituting the longitudinal ends of the bar-shaped conversion element).
- the scintillation light exit window may be formed at the respective longitudinal end of the rod-shaped conversion element, e.g. at the respective end face.
- the target is a hollow body with an inner circumferential surface running around a straight line or axis; such a target is also referred to below as a hollow body target.
- the inner circumferential surface of the hollow body target is also referred to as the inside of the hollow body target. It can be provided, for example, that the target is a hollow body with an inner circumferential surface in the form of the (outer) lateral surface of a straight or inclined cone or truncated cone, in particular in the form of the lateral surface of a straight or oblique circular cone or circular truncated cone. Such a target is also referred to as a funnel-shaped target. Such a target is preferably arranged such that the cone diameter of the cone or truncated cone defined by the inner circumferential surface decreases with increasing distance from the electron gun, so that the cone diameter decreases along the propagation direction of the electron beam.
- the tomography device can be designed such that the electron beam can be guided by the control device by means of the deflection device (or guided in operating the tomography apparatus) such that the electron beam impinges on the target at an impact point on the inner lateral surface and the impact point successively along several, running on the inner circumferential surface of the hollow body target tracks is guided.
- the focal spot paths traversed by the electron beam impinging point result as sections between the inner circumferential surface of the target and the track planes, wherein the different track planes are arranged at a distance from each other along the inner axis.
- the target is designed as a hollow body with an inner circumferential surface running around an inner axis, wherein the inner
- the inner surface of the target defines an oblique circular cone or circular truncated cone with a circular cone base.
- the cavity target may be e.g. be arranged such that the circular cone base surface is perpendicular to the inner axis, so that the inner axis parallel to the
- Normal direction of the cone base surface is (in this case, the inner axis is not parallel to the cone axis of the defined by the inner circumferential surface leaning cone or truncated cone). It can also be provided that the inner axis is parallel to the web plane normal direction; In this case, each of the focal spot lanes extends in a plane perpendicular to the inner axis, the different lane planes being spaced apart along the inner axis and the focal lobes extending as cuts between the inner surface of the target and perpendicular to the inner axis Levels arise. In this case, the orbital plane normal direction is perpendicular to the circular cone base surface, so that the web planes are parallel to the cone base surface.
- the target is a hollow body with an inner surface which is rotationally symmetrical relative to an axis, in this case the axis is also referred to as the axis of symmetry.
- the target may be e.g. a rotationally symmetrical hollow body with respect to an axis of symmetry (for example, a hollow cylinder, hollow cone or hollow truncated cone).
- Rotationally symmetrical hollow bodies have an outer and an inner lateral surface, wherein the outer and the inner lateral surface are rotationally symmetrical with respect to the axis of symmetry.
- the target can in particular be designed such that the inner
- Lateral surface is cone-shaped or conical and the shape of the (outer)
- the tomography device can be designed in such a way that the electron beam can be guided by the control device by means of the deflection device such that the electron beam strikes the target at an impact point on the rotationally symmetrical inner lateral surface and the impact point successively along several, running on the inner circumferential surface of the target circular paths is performed.
- Circular paths extends in a plane which is perpendicular to the axis of symmetry of the rotationally symmetrical inner circumferential surface, wherein the different
- Circular path planes along the axis of symmetry are each arranged at a distance from each other.
- the traversed by the electron beam impact point Circular paths as sections between the rotationally symmetrical inner lateral surface of the target and planes perpendicular to the axis of symmetry of the inner
- the orbits traversed by the focal spot are thus concentric with the axis of symmetry (i.e., the centers of the orbits are all on the axis of symmetry) so that the orbits are also concentric
- the defined by the inner circumferential surface of the hollow body target cavity is also referred to as the target interior.
- the tomography device can thus be designed in such a way that the electron beam is directed towards the inner
- the outer surface of the target is directed so that the X-ray radiation is emitted from the inner circumferential surface into the target interior (for example, toward the axis of symmetry) and transilluminates the target interior.
- the receiving space provided therein for receiving the examination object can accordingly be arranged in the target interior.
- the X-ray detectors (which are also known as
- the tomography device comprises a detector arc having a plurality of X-ray single detectors, i. X-ray detectors in the form of
- the X-ray detectors form an X-ray detector arc along a circular line section (so-called partially circular detector arc) or along a circular line
- the detector arc can be arranged such that the center of the
- Detector arc (i.e., the center of curvature of the circle) lies on the inner axis so that the detector arc is concentric with the inner axis.
- the cavity target is formed with an inner circumferential surface which is rotationally symmetrical with respect to an axis of symmetry, it is possible, e.g.
- the center of the detector arc lies on the axis of symmetry of the rotationally symmetrical inner circumferential surface of the cavity target, so that the detector arc is arranged concentrically to the axis of symmetry of the inner circumferential surface.
- the conversion elements are rod-shaped as described above and are arranged to extend with its longitudinal direction along the web plane normal direction, and wherein the
- Scintillation light detectors are each arranged at one of the two longitudinal ends of the rod-shaped conversion elements.
- the X-ray detector arc can be arranged inside or outside the target interior.
- the X-radiation is emitted from the inner surface of the target into the target interior.
- the target is for the X-radiation
- X-ray passes through the target.
- the detector arc is arranged within the target interior, it may likewise be provided that the target is made permeable to the x-radiation (in this case, however, this is not absolutely necessary).
- the target is designed to be transmissive to x-ray radiation (e.g., by targeting the target)
- the target may e.g. be formed such that the intensity of the X-ray radiation as it passes through the target by at most 50% (for example, at most 25%, preferably at most 10%) is reduced.
- the tomography device may have a target carrier body, wherein the target is applied in the form of a coating or x-ray generation layer on the target carrier body. It can be provided, for example, that the hollow body target is applied with its outer lateral surface in contact with the target carrier body. It may be provided, for example, that the target as (eg rotationally symmetrical) hollow body with an inner and an outer
- the target is applied with its outer lateral surface contacting on the target carrier body.
- the target can be formed with a thin layer thickness, wherein the target carrier body can serve to stabilize the target.
- the target By means of the target carrier body, the target can be used in particular as for
- X-ray transmissive target be formed by the target is applied as a coating with such a thin layer thickness on the target carrier body, that the coating is transparent to the X-radiation.
- the target carrier body is also for the X-radiation
- the tomography device has a diaphragm for spatially limiting the X-ray radiation, wherein the diaphragm has one or more through openings for the passage of the X-radiation at the level of each of the track planes, and the diaphragm at the height between the track planes respectively shielding sections (in shape from
- the panel thus has, along the Bruebenen- normal direction alternately through openings and Abcapabitese, wherein in each orbit plane one or more passage openings are arranged and wherein between the track planes in each case a shielding section is arranged.
- the diaphragm can also be designed such that a shielding section is arranged on each side of each passage opening along the normal direction.
- the diaphragm is arranged in the beam path of the X-ray radiation between the target and the detector device in such a way that it emits light emitted at the target
- the aperture acts as a kind of limiter for the X-ray radiation, whereby a higher image quality is possible.
- the target is designed as a hollow-body target with an inner circumferential surface running around an inner axis
- the annular aperture may be arranged such that its ring axis coincides with the inner axis.
- Symmetry axis rotationally symmetrical inner circumferential surface may e.g.
- the annular aperture is arranged such that its ring axis with the
- the annular aperture is also referred to as ring aperture.
- annular diaphragm is arranged concentrically to the inner axis, from her the target interior and thus also the formed therein
- Circumferential position of the X-ray focal spot a dazzling effect is ensured.
- the ring shield may be located inside or outside the target interior. It can e.g. Provision is made for the detector arc to be arranged outside the target interior and for the annular diaphragm to be arranged on a circumference between the target hollow body and the detector arc outside the target interior (the target being permeable to the x-ray radiation).
- the diaphragm is annular and arranged outside the target concentric to the inner axis, wherein the detector arc is arranged outside the diaphragm concentric with the inner axis (the target is transparent to the X-ray radiation).
- Symmetryeachse rotationally symmetrical inner lateral surface is thus formed the aperture circular and outside the target concentric to the Symmetryeachse arranged, wherein the detector arc is arranged outside the diaphragm concentric with the axis of symmetry (wherein the target for the
- the detector arc is located outside of the target interior and the annulus is located within the target interior (the target being transmissive to the x-ray radiation).
- the aperture of the X-ray radiation is passed through twice before impinging on the detector arc, whereby a higher imaging quality can be made possible.
- the detector element is each of the
- X-ray detectors complete of scintillator material, i. of a material from which scintillation light is generated by scintillation of incident X-ray radiation thereon.
- each of the detector elements along the web plane normal direction alternately comprises sections with scintillator material and sections without scintillator material.
- Such designed in sandwich construction detector elements are also referred to as alternating detector elements or alternating conversion elements.
- the sections of scintillator material are also referred to as scintillation sections.
- Each of the scintillation sections has scintillator material. It can e.g. be provided that the scintillation sections completely off
- Scintillation sections consist only partly of scintillator material, e.g.
- each scintillation section has an outer layer or surface layer of scintillator material.
- the sections without scintillator material are not scintillating and are also referred to as passive sections.
- the passive sections are made of a material which is transparent or optically clear to the scintillation light.
- the passive sections thus consist of a Lichtleitmatehal, of which in the
- the light-guiding material may e.g. have a lower atomic number than the scintillator material.
- each of the detector elements at the level of each of the track planes has a (scintillation-active) scintillation section and at the level between the track planes one (not scintillation active)
- the X-ray radiation detected by the detector elements can be spatially limited to the extent of the scintillation sections along the web plane normal direction by means of the detector elements, so that, as it were, an aperture effect can be achieved by means of the detector element itself.
- Detector elements at the level of each of the orbital planes has a (non-scintillation-active) passive section and at height between the track planes each having a scintillation section. According to this embodiment, each of the
- each detector element can be designed in such a way that a scintillation section is arranged on both sides of each passive section along the web plane normal direction.
- the target is designed as a cavity target with an inner circumferential surface running around an inner axis, wherein the X-ray detectors form a fully circular detector arc are arranged, which is arranged concentrically to the inner axis within the defined by the inner circumferential surface target interior, and wherein each of the detector elements at the level of each of the orbital planes has a (non-scintillation active) passive portion and at height between the orbital planes each having a scintillation section.
- the target is designed as a cavity target with an axis of rotation symmetrical with respect to an inner circumferential surface for impinging the electron beam thereon, wherein the X-ray detectors to form a fully circular
- Detector arc are arranged, which is arranged concentric with the axis of symmetry within the defined by the inner circumferential surface target interior, and wherein each of the detector elements at the level of each of the orbital planes has a (non-scintillation active) passive section and at height between the
- the receiving space provided for accommodating the examination subject is located within the cavity defined by the fully circular detector arc.
- the X-radiation Before reaching the receiving space (or the examination object received therein), the X-radiation passes through the detector arc, wherein the X-ray radiation is transmitted within a web plane of the arranged at the level of this orbital plane passive sections of the detector elements, but greatly weakened by the adjacent scintillation sections (da These scintillation sections, the X-rays in scintillation light
- the tomography device may include a vacuum chamber within which the electron beam is guided. The tomography device may be so
- the means for generating the electron beam and / or the deflection device and / or the X-ray detectors and / or the diaphragm are arranged within the vacuum chamber.
- Figure 1 is a side sectional view of a tomography device according to an embodiment
- Figure 2 is a sectional view of the tomography device of Figure 1 in
- Figure 3 is a side sectional view of a tomography device according to another embodiment.
- Figures 1 and 2 show schematically a tomography device 1 according to one embodiment.
- the tomography device 1 has a receiving space 3, in which an examination object 5 to be imaged is accommodated.
- the tomography device 1 has a receiving space 3, in which an examination object 5 to be imaged is accommodated.
- Tomography device 1 comprises means 7 for generating an electron beam 9 and an electron-optical deflection device 11 for deflecting the
- the tomography device 1 also has a target 13.
- the target 13 is designed as a hollow body with an inner circumferential surface 15, wherein the inner
- Lateral surface 15 is rotationally symmetrical with respect to the symmetry axis 17.
- the inner lateral surface 15 is also referred to as the inner side 15 of the target 13.
- the target 13 is rotationally symmetrical (with respect to the axis of symmetry 17)
- Hollow truncated cone formed also referred to as a funnel-shaped target.
- the symmetry axis 17 runs parallel to the z-axis of the Cartesian xyz coordinate system shown in the figures.
- Hollow truncated cone tapers in the negative z direction, i. the diameter of the hollow truncated cone formed by the target 13 decreases with increasing distance from the electron gun 9.
- the target 13 may e.g. optionally be applied in the form of a coating on a target carrier body 19.
- the inner circumferential surface 15 of the target 13 also defines a target interior
- the tomography device 1 also has a control device 21, which is connected to the deflection device 11 and is designed to control the deflection device 11 by means of control data.
- the deflection device 11 is of the
- Control device 21 is controlled by means of appropriate control signals such that the electron beam 9 impinges on a hit point 23 on the target 13, and that the impact point 23 successively describes a plurality of webs in different planes on the target 13.
- the point of incidence 23 of the electron beam on the target 13 is also referred to as an X-ray focal spot, the paths traversed by the impact point 23 are also referred to as focal spot paths.
- Electron beam 9 is guided within a vacuum in a vacuum chamber 24.
- the control device 21 is designed to drive the deflection device 11 by means of corresponding control data in such a way that the electron beam 9 impinges on an impact point 23 on the inner circumferential surface 15 of the target 13 and the impact point 23 is guided successively along a plurality of circular paths (also referred to as circular paths). which run on the rotationally symmetrical inner lateral surface 15.
- the movement of the electron beam impingement point 23 along circular paths is illustrated in FIG. 1 by the circular arrow 30.
- Each of the circular paths is located in another, perpendicular to the z-direction (and thus also perpendicular to the axis of symmetry 17) extending plane. All these planes have the z-direction as a common normal direction and are along This normal direction is arranged at a distance from each other.
- four levels 25, 27, 29 and 31 are exemplified, so that the
- Impact point 23 is guided in succession along four circular paths, wherein according to Figure 1, the impact point 23 is located in the plane 27.
- X-ray radiation 32 which is emitted fan-shaped from the point of impact 23 into the target interior (illustrated schematically in FIG. 1 by the two marginal rays of the radiation fan 32).
- the X-ray radiation 32 passes through the receiving space 3 arranged within the target interior and the examination object 5 received therein.
- the target 13 may e.g. be formed with such a small Schicktdicke that the intensity of the
- X-ray radiation 32 when passing through the target 13 by at most 50% is reduced.
- this is made of a material with a lower
- the tomography device 1 has a detector device 33.
- Detector device 33 has a plurality of X-ray detectors 35.
- X-ray detectors 35 are in the form of individual detectors 35 and are therefore also referred to as X-ray single detectors 35.
- Each of the X-ray detectors 35 has a detector element 37 which extends along the normal direction of the web planes 25, 27, 29, 31 across all these web planes.
- Each of the detector elements 37 has scintillator material, ie, material from which X-radiation incident thereon is generated by scintillation scintillation light. Since X-ray radiation is converted into scintillation light by the detector elements 37, the detector elements 37 are also referred to as conversion elements 37. In the embodiment of Figure 1, each the detector elements 37 entirely of scintillator material.
- Each detector element 37 extends along the orbital plane normal direction (z-direction) across all orbital planes 25, 27, 29, 31, i. extends at least from the web plane 31 with the smallest z-coordinate to the
- Orbital plane 25 with the largest z-coordinate (in this case extend the
- Each detector element 37 is thus dimensioned and arranged such that its extent along the web plane normal direction (z direction) is at least as great as the distance between the two outer web planes 25 and 31 along the web plane normal direction (z direction), and that's it
- each of the X-ray detectors 35 has a light detector 39 configured to detect the scintillation light and generate a detection signal based on the detected scintillation light.
- the light detectors 39 are also referred to as scintillation light detectors 39.
- Light detectors 39 e.g. Photodiodes.
- each of the detector elements 37 is rod-shaped and arranged with its longitudinal direction along the normal direction of the web planes 25, 27, 29, 31 (ie along the z-direction) running.
- Each of the rod-shaped detector elements 37 is rod-shaped and arranged with its longitudinal direction along the normal direction of the web planes 25, 27, 29, 31 (ie along the z-direction) running.
- Detector elements 37 has an end face at each of its two longitudinal ends.
- the scintillation light detector 39 of each X-ray detector 35 is arranged on one of the two longitudinal ends of the associated detector element 37, as an example on the end face of the detector element 37 facing away from the electron beam 9.
- Each of the detector elements 37 has on its outer surface a reflective coating 41, which is designed to reflect the scintillation light, wherein the
- each detector element element 37 covers its outer surface on the electron beam 9 facing away from the end face, on which the
- the mirror coating 41 may e.g. be formed in the form of a reflective coating (e.g., as a dichroic mirror or as a metal coating).
- the X-ray detectors 35 are to form a fully circular
- Detector arc 43 arranged along a circular line juxtaposed, wherein the detector arc 43 is disposed outside of the target 13 concentric with the axis of symmetry 17.
- the detector arc 43 is thus arranged around the target 13 circumferentially concentric with the axis of symmetry 17 and the target 13.
- the tomography device 1 has a circular aperture 45.
- the aperture 45 has at the level of each of the levels 25, 27, 29, 31 a passage opening or
- the aperture 45 also has at height between the levels 25, 27, 29, 31 each one
- Shielding portion 49 for shielding the X-ray radiation 32.
- the aperture 45 is formed such that each passage opening 47 along the
- the circular aperture 45 is arranged extending on a circumference between the target 13 and the detector arc 43, concentric with the axis of symmetry 17 or the target 13, so that the annular aperture 45 is arranged outside the target 13 concentric with the axis of symmetry 17 and the Detector arc 43 outside the aperture 45 concentric with the
- Symmetryeachse 17 is arranged.
- FIG. 2 shows a schematic sectional view of the tomography apparatus 1 according to FIG. 1 in a plan view, wherein in particular the arrangement of the
- FIG. 2 shows by way of example a circular path 51 (here as an example the circular path running in plane 27) of the electron beam impingement point 23.
- X-ray radiation 32 is emitted fan-shaped, wherein in FIG. 2 the two marginal rays of the radiation fan 32 are schematically illustrated.
- the electron beam 9 strikes the target 13 in each case in one of the planes 25, 27, 29, 31, with x-ray radiation 32 being emitted into the target interior and thus also into the receiving space 3 at the electron beam impingement point 23.
- X-ray radiation 32 radiates through the receiving space 3 and in it
- X-ray 32 has passed through the portion of the X-ray transmissive target 13, opposite the electron-beam impingement point 23.
- the X-ray radiation 32 impinges successively on the diaphragm 45 and the detector arc 43. Before the X-ray radiation 32 strikes the detector arc 43, it is spatially limited by the diaphragm 45 to the extent of the passage openings 47 along the z-direction.
- the scintillation light is detected by the scintillation light detectors 39 and converted into a detector signal.
- the control device 21 is designed to control the deflection device 11 on the basis of control data, the control data defining the time profile of the deflection of the electron beam 9 by the deflection device 11 and thus also the time profile of the impact position 23 of the electron beam on the target 13.
- the control data thus define, in particular, in which of the planes 25, 27, 29, 31 the electron beam impingement point 23 becomes one
- control data may be a
- Target coordinate function z (t) include, which describes the controlled by the deflection device 11 coordinate z of the electron beam impact point 23 as a function of time t.
- the tomography device 1 is formed such that each of them of the X-ray detectors 35 generated detector signals based on the control data of those of the levels 25, 27, 29, 31 is assigned, in which the impact point 23 of the electron beam 9 during the generation of the respective detector signal is located.
- that of the planes 25, 27, 29, 31 in which the electron beam impingement point 23 is at a given time t can be determined from the inverse function of the target coordinate function z (t) (this inverse function assigns each time t) This time present coordinate z of the electron beam Aufnreffposition 23, and thus also at this time of the electron beam 9 driven web plane).
- the tomography device 1 may be e.g. an evaluation device, which is connected to the detector device 33 and is designed such that from each of the generated by the X-ray detectors 35 detector signals based on the control data of those of the levels 25, 27, 29, 31 is assigned, in which the impact point 23 of the electron beam 9 at the time of generation of the respective detector signal.
- the evaluation device may e.g. be integrally formed with the control device 21.
- the electron beam impact point 23 travels along the
- tomography apparatus 1 uses the X-ray detector arc 43 to generate a data set of transmission projections of the examination object 5 at different transmission directions or from different ones
- the projection data sets assigned to the different planes 25, 27, 29, 31 enable a three-dimensional image of the internal structure of the examination object 5.
- FIG. 3 illustrates a tomography device 1 'according to a further embodiment.
- the tomography device 1 ' has no aperture and also differs in the design and arrangement of the target 13 and the X-ray detectors 35 of the tomography device 1 according to Figures 1 and 2. Otherwise correspond to the structure and operation of the Tomograph ievorraum V of Figure 3 to those of the tomography device 1 according to Figures 1 and 2, so reference is made in this regard to the explanations with reference to Figures 1 and 2.
- the tomography apparatus 1 has a hollow body target 13 with an inner circumferential surface 15 rotationally symmetrical with respect to an axis of symmetry 17, the inner lateral surface 15 being conical or conical and the shape of the outer lateral surface of a straight circular cone or circular truncated cone
- the symmetry axis 17 runs parallel to the z-axis of the xyz coordinate system shown in the figures. Unlike the
- Tomography device V is not designed to be transparent to the X-ray radiation 32.
- corresponding control data is formed such that the electron beam 9 impinges on an impingement point 23 on the inner circumferential surface 15 of the target 13 and the impact point 23 is guided successively along a plurality of circular paths which extend on the rotationally symmetrical inner lateral surface 15.
- Circular paths lie in another, perpendicular to the z-direction (and thus also perpendicular to the axis of symmetry 17) extending plane. All these levels 25, 27, 29, 31 have the z-direction as a common normal direction and are arranged along this normal direction in each case at a distance from each other. At the impact point 23 of the electron beam 9 on the target 13 is formed
- X-ray radiation 32 which is emitted from the impact point 23 into the target interior.
- the tomography device 1 has a detector device 33 with a plurality of X-ray detectors 35. Each of the X-ray detectors 35 has one
- Detector element 37 (also referred to as conversion element 37) extending along the normal direction of the web planes 25, 27, 29, 31 over all these
- the X-ray detectors 35 of the Tomograph ievorraum V are formed such that the detector element 37 of each of the X-ray detectors 35 along the web plane normal direction (z-direction) alternately sections 53 with scintillator and sections 55 without scintillator material.
- the portions 53 of scintillator material are also referred to as scintillation portions 53.
- the sections 55 without scintillator material are also referred to as passive sections 55.
- the scintillation sections 53 may be e.g. completely made of scintillator material or having an outer coating of scintillator material.
- Each detector element 37 has a passive section 55 at the level of each of the track planes 25, 27, 29, 31, and a scintillation section 55 at the level between the track planes.
- the detector elements 37 are also designed such that each passive section 55 along the Bruebenen- normal direction is bounded on both sides by a Szintillationsabêt 53.
- each of the X-ray detectors 35 has a scintillation light detector 39 configured to detect the scintillation light and generate a detection signal based on the detected scintillation light.
- each of the detector elements 37 is rod-shaped and arranged with its longitudinal direction along the normal direction of the web planes 25, 27, 29, 31 (ie, along the z-direction) running.
- the scintillation light detector 39 of each X-ray detector 35 is arranged on one of the two longitudinal ends of the associated detector element 37, as an example on the end face of the detector element 37 facing away from the electron beam 9.
- each of the detector elements 37 has a mirror coating on its outer surface 41 for reflecting the scintillation light, wherein the reflective coating 41 covers the outer surface of the detector element 37 except for a section acting as an exit window for the scintillation light.
- each detector element element 37 covers it
- the x-ray detectors 35 are arranged in a row along a circular line, forming a fully circular detector arc 43, the detector arc 43 being arranged inside the target 13 concentrically with the axis of symmetry 17.
- the detector arc 43 is thus arranged concentrically with the inner lateral surface 15 within the target inner space defined by the inner lateral surface 15.
- Tomography device V is disposed within the interior defined by the detector sheet 43.
- the electron beam 9 strikes the target 13 in each case in one of the planes 25, 27, 29, 31, with x-ray radiation 32 being emitted into the target interior space at the electron beam impingement point 23.
- the receiving space 3 and the object to be examined 5 received therein passes through the
- the X-ray radiation 32 is spatially limited before reaching the examination object 5.
- the thus spatially limited X-ray radiation 32 irradiates the examination subject 5 and the radiation, which is weakened by the examination subject, strikes again the detector arc 43, being detected by the X-ray detectors 35 on this side.
- the detected x-ray radiation is spatially focused on the extent of the
- the X-ray radiation 32 not exactly in the respective orbital plane 25, 27, 29, 31, but in a (small) angle thereto.
- the X-ray radiation 32 strikes the scintillation sections 53 of the detector elements 37 arranged adjacent to the respective plane and is converted by these into scintillation light.
- the scintillation light is detected by the scintillation light detectors 39 and into a detector signal
- control device 21 is set up to control the deflection device 11 on the basis of control data, the control data representing the time profile of the deflection of the electron beam 9 by the deflection device 11 and thus also the time course of the impact position 23 of the electron beam on the target 13 define.
- the control data thus define in particular in which of the planes 25, 27, 29, 31 the electron beam impingement point 23 is located at a predetermined time.
- the control data thus define in particular in which of the planes 25, 27, 29, 31 the electron beam impingement point 23 is located at a predetermined time.
- Control data include a target coordinate function z (t), which describes the controlled by the deflection device 11 coordinate z of the electron beam impact point 23 as a function of time t.
- the tomography device V is designed (eg by means of the control device 21, which can also function as an evaluation device) such that each of the detector signals generated by the X-ray detectors 35 is assigned to those of the planes 25, 27, 29, 31 based on the control data which is the impact point 23 of the electron beam 9 during the generation of the respective detector signal.
- that of the planes 25, 27, 29, 31 in which the electron beam impingement point 23 is at a given time t can be determined from the inverse function of the target coordinate function z (t) (this inverse function assigns each time t) this time present coordinate z of the electron beam impact position 23, and thus to the time at this time of the electron beam 9 driven web plane).
- a data set of transmission projections of the examination object 5 is acquired by the tomography device 1 'by means of the X-ray detector arc 43 at different transmission directions or from different projection angles.
- the projection data sets assigned to the different planes 25, 27, 29, 31 enable a three-dimensional image of the internal structure of the examination object 5.
- the target is a cavity target with an inner circumferential surface 15 which is rotationally symmetrical with respect to the inner axis 17 which acts as the axis of symmetry.
- a cavity target with an inner lateral surface 15 revolving around an inner axis 17 can be provided such that the inner lateral surface 15 has the shape of the lateral surface of an oblique circular cone or oblique circular truncated cone, eg tapered in negative z-direction.
- the inner circumferential surface 15 of the target defines an oblique circular cone or circular truncated cone with a circular one
- the cavity target is arranged such that the
- Cone base is perpendicular to the inner axis 17, so that the normal direction of the cone base surface is parallel to the inner axis 17. Since the Bahnebenen- normal direction is also parallel to the inner axis 17, in this case, the track planes are parallel to the cone base, wherein the traversed by the electron beam incidence Brennflckbahnen be as cuts between the obliquely conical inner surface of the target and perpendicular to the
- Inner axis 17 extending track planes arise.
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Abstract
The invention relates to a tomography device with means for generating an electron beam; a deflecting device for deflecting the electron beam; a target; a controller for controlling the deflecting device using control data such that the electron beam encounters the target at a point of incidence and the point of incidence is guided along multiple paths which run on different planes, wherein x-ray radiation is produced at the point of incidence; and multiple x-ray detectors for detecting the x-ray radiation. Each x-ray detector has a detector element, which extends over all of the planes and which comprises a scintillator material, and a light detector for detecting scintillation light and generating a detector signal, and on the basis of the control data, each detector signal is assigned to the plane on which the point of incidence of the electron beam on the target is located when the detector signal is generated.
Description
Tomographievorrichtung imaging device
Die Erfindung betrifft eine Tomograph ievorrichtung zur Elektronenstrahl- Röntgencomputertomographie, mittels derer eine dreidimensionale Abbildung der inneren Struktur eines Untersuchungsobjekts ermöglicht ist. The invention relates to a tomography ievorrichtung for electron beam X-ray computer tomography, by means of which a three-dimensional image of the internal structure of an examination object is made possible.
Bei der Elektronenstrahl-Röntgencomputertomographie wird ein in einer In the electron beam X-ray computer tomography is a in a
Vakuumkammer geführter Elektronenstrahl mittels eines elektromagnetischen Ablenksystems über ein Target geführt. Das Target kann z.B. ein ringförmiges oder ringabschnittsförmiges Metalltarget sein. An der Auftreffposition des Vacuum chamber guided electron beam by means of an electromagnetic deflection guided over a target. The target may e.g. be an annular or ring-shaped metal target. At the impact position of the
Elektronenstrahls auf dem Target entsteht Röntgenstrahlung, sodass mittels des im Wesentlichen trägheitslosen Elektronenstrahls ein schnell beweglicher Electron beam on the target generates X-radiation, so that by means of the substantially inertia-free electron beam a fast moving
Röntgenbrennfleck erzeugt werden kann. Mit der Röntgenstrahlung kann ein X-ray spot can be generated. With the X-rays can be a
Untersuchungsobjekt, z.B. ein Patient, durchleuchtet werden. Die durch das Examination object, e.g. a patient to be screened. The by the
Untersuchungsobjekt hindurchtretende und von diesem geschwächte Object of investigation passing through and weakened by this
Röntgenstrahlung wird mittels eines Rontgendetektors erfasst, z.B. mittels eines mit leichtem axialen Versatz zum Target angeordneten kreis- oder teilkreisförmigen Rontgendetektors. Es werden Strahlschwächungsprofile bei Durchstrahlung des Untersuchungsobjekts aus unterschiedlichen Richtungen erstellt und aus den Messdaten durch Anwendung tomographischer Bildrekonstruktionsverfahren die Dichteverteilung in der durchstrahlten Schnittebene berechnet. Die Elektronenstrahl- Röntgencomputertomographie wird z.B. in der medizinischen Diagnostik eingesetzt, insbesondere zur Bildgebung des schlagenden Herzens. In der Prozesstomographie kann das Prinzip der Elektronenstrahltomographie z.B. genutzt werden, um Schnittbildfolgen von Strömungsvorgängen mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung zu erzeugen. Dies ist für Strömungen möglich, die X-radiation is detected by means of an X-ray detector, e.g. by means of a circular or semi-circular X-ray detector arranged with a slight axial offset from the target. Beam attenuation profiles are generated when the examination object is irradiated from different directions, and the density distribution in the irradiated sectional plane is calculated from the measured data by using tomographic image reconstruction methods. The electron beam X-ray computer tomography is e.g. used in medical diagnostics, in particular for imaging the beating heart. In process tomography, the principle of electron beam tomography may e.g. can be used to create sectional sequences of flow processes with high temporal and spatial resolution. This is possible for currents that
Fluidbestandteile mit unterschiedlichen Strahlungsschwächungswerten enthalten, das heißt Fluidbestandteile mit unterschiedlicher mittlerer Dichte oder mittlerer Kernladungszahl. Die dreidimensionale Verteilung des Contain fluid components with different radiation attenuation values, that is fluid components with different average density or average atomic number. The three-dimensional distribution of
Röntgenschwächungskoeffizienten der strömenden Fluide wird dabei aus einem Satz von zweidimensionalen Schnittbildern rekonstruiert, indem in der durch die X-ray attenuation coefficients of the flowing fluids is thereby reconstructed from a set of two-dimensional sectional images, in which by the
Elektronenstrahl-Umlaufbahn vorgegebenen Scanebene nacheinander mehrere
Schnittbilder aufgenommen werden und aus deren Zeitverlauf die dreidimensionale Strömungsstruktur rekonstruiert wird. Da hierbei die an sich dreidimensionale Electron beam orbit predetermined scan plane successively several The three-dimensional flow structure is reconstructed from the time course. Since in this case the three-dimensional
Strömungsstruktur jedoch lediglich aus einer Schnittbildfolge von zweidimensionalen, nacheinander in ein und derselben Scanebene aufgenommenen Schnittbildern rekonstruiert wird, ist der Informationsgewinn eingeschränkt. Das tatsächliche dreidimensionale Aussehen der Strömungsstruktur kann nicht direkt erfasst werden, und die rekonstruierte dreidimensionale Strömungsstruktur kann von der However, the flow structure is reconstructed only from a sectional sequence of two-dimensional, successively recorded in one and the same scan plane sectional images, the information gain is limited. The actual three-dimensional appearance of the flow structure can not be directly detected, and the reconstructed three-dimensional flow structure can be detected by the
tatsächlichen dreidimensionalen Strömungsstruktur abweichen. Die DE 103 56 601 A1 , die DE 10 2008 005 718 A1 und die DE 10 2009 002 114 B4 beschreiben Anordnungen zur Elektronenstrahltomographie, mittels derer actual three-dimensional flow structure differ. DE 103 56 601 A1, DE 10 2008 005 718 A1 and DE 10 2009 002 114 B4 describe arrangements for electron beam tomography, by means of which
dreidimensionale Abbildungen der inneren Struktur von Untersuchungsobjekten ermöglicht sind. Diese Anordnungen erfordern mehrere Röntgendetektorbögen, die entlang einer Axialrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, wobei jeder der Röntgendetektorbögen aus mehreren Einzeldetektoren besteht, sodass diese Three-dimensional images of the internal structure of objects under investigation are possible. These arrangements require a plurality of X-ray detector arcs, which are arranged offset from one another along an axial direction, wherein each of the X-ray detector arcs consists of a plurality of individual detectors, so that these
Anordnungen mit einem komplexen Aufbau einhergehen. Die DE 103 56 601 A1 beschreibt zudem eine Anordnung zur dreidimensionalen Röntgentomographie mit einem Einebenen-Lineardetektor, wobei mittels eines gestuften Targets Arrangements associated with a complex structure. DE 103 56 601 A1 also describes an arrangement for three-dimensional X-ray tomography with a single-plane linear detector, wherein by means of a stepped target
Brennfleckbahnen in mehreren z-Ebenen erzeugt werden und die Röntgenstrahlung mittels des an einer vorgegebenen z-Position angeordneten Einebenen-Focal spot paths are generated in a plurality of z-planes, and the x-ray radiation is generated by means of the single plane arranged at a predetermined z-position.
Lineardetektors erfasst wird, sodass die resultierenden Durchstrahlebenen nicht parallel zueinander sind. Linear detector is detected so that the resulting radiation levels are not parallel to each other.
Herkömmliche Elektronenstrahl-Röntgencomputertomographen sind somit nur eingeschränkt zum dreidimensionalen Abbilden der inneren Struktur von Conventional electron beam X-ray computer tomographs are thus limited to the three-dimensional imaging of the internal structure of
Untersuchungsobjekten, insbesondere von zeitlich veränderlichen Investigation objects, especially of temporally variable
Untersuchungsobjekten, geeignet und/oder erfordern dazu einen komplizierten Aufbau. Durch die Erfindung wird ein unkompliziert aufgebauter Elektronenstrahl-Investigation objects, suitable and / or require a complicated structure. The invention provides an uncomplicated electron beam
Röntgencomputertomograph bereitgestellt, mittels dessen auf einfache Art und Weise ein dreidimensionales Abbilden der inneren Struktur eines X-ray computer tomograph provided by means of which in a simple manner, a three-dimensional imaging of the internal structure of a
Untersuchungsobjektes ermöglicht ist.
Gemäß der Erfindung wird eine Tomographievorrichtung zur Elektronenstrahl- Röntgentomograhie bereitgestellt, mittels derer eine dreidimensionale Abbildung der inneren Struktur eines Untersuchungsobjekts ermöglicht ist. Die Object of investigation is possible. According to the invention, a tomography device for electron beam X-ray tomography is provided, by means of which a three-dimensional image of the internal structure of an examination subject is made possible. The
Tomographievorrichtung kann eine Aufnahme (auch als Aufnahmeraum bezeichnet) zum Aufnehmen eines Untersuchungsobjekts darin aufweisen, das abzubildende Untersuchungsobjekt wird demgemäß in der Aufnahme positioniert. Tomography apparatus may include a receptacle (also referred to as a receiving space) for receiving an examination object therein, the object to be imaged is accordingly positioned in the receptacle.
Die Tomographievorrichtung weist Mittel zum Erzeugen eines Elektronenstrahls auf (auch als Elektronenstrahlerzeuger bezeichnet), z.B. eine Elektronenkanone. Die Tomographievorrichtung weist zudem eine Ablenkvorrichtung zum Ablenken und geführten Bewegen des Elektronenstrahls auf. Die Ablenkvorrichtung ist zum The tomography apparatus has means for generating an electron beam (also referred to as an electron gun), e.g. an electron gun. The tomography apparatus further includes a deflector for deflecting and guiding the electron beam. The deflection device is for
Ablenken und Positionieren des Elektronenstrahls mittels elektrischer und/oder magnetischer Felder ausgebildet. Die Ablenkvorrichtung kann somit eine Deflection and positioning of the electron beam by means of electrical and / or magnetic fields formed. The deflection device can thus a
elektronenoptische Ablenkvorrichtung sein, die zum Positionieren des be electron optical deflection device, which is used to position the
Elektronenstrahls mittels elektromagnetischer Felder ausgebildet ist. Electron beam is formed by electromagnetic fields.
Die Tomographievorrichtung weist ein Target zum Abbremsen des Elektronenstrahls unter Erzeugung von Röntgenstrahlung auf. Das Target (Ziel bzw. Zielmaterial) ist ein Material, das zum Auftreffen des Elektronenstrahls darauf vorgesehen ist, wobei die Elektronen des Elektronenstrahls unter Erzeugung von Röntgenstrahlung The tomography apparatus has a target for decelerating the electron beam to generate X-ray radiation. The target is a material provided thereon for impinging the electron beam, the electrons of the electron beam generating X-ray radiation
abgebremst werden. Der Elektronenstrahl wird mittels der Ablenkvorrichtung zu vorgegebenen Positionen auf dem Target gelenkt. Im Auftreffpunkt des be slowed down. The electron beam is directed by means of the deflection device to predetermined positions on the target. In the point of impact of the
Elektronenstrahls auf dem Target entsteht Röntgenstrahlung, die zum Durchstrahlen des Untersuchungsobjekts verwendet wird. Das Target kann z.B. aus einem Metall bestehen oder eine röntgenerzeugungsaktive Schicht aus einem Metall aufweisen, wobei das Metall z.B. Wolfram sein kann. Electron beam on the target produces X-radiation, which is used to irradiate the examination subject. The target may e.g. consist of a metal or have an X-ray generating active layer of a metal, wherein the metal e.g. Tungsten can be.
Die Tomographievorrichtung weist zudem eine Steuervorrichtung zur Steuerung (d.h. zum Ansteuern) der Ablenkvorrichtung auf. Die Steuervorrichtung ist zur Steuerung der Ablenkvorrichtung mittels Steuerungsdaten ausgebildet. Die Steuerungsdaten definieren den zeitlichen Verlauf der Ablenkung des Elektronenstrahls durch die Ablenkvorrichtung, sodass durch die Steuerungsdaten die mittels der The tomography apparatus further comprises a control device for controlling (i.e., driving) the deflection device. The control device is designed to control the deflection device by means of control data. The control data define the time profile of the deflection of the electron beam by the deflection device, so that by means of the control data
Ablenkvorrichtung hervorgerufene Bewegungsführung des Elektronenstrahls definiert
ist. Die Steuerungsdaten definieren somit auch den zeitlichen Verlauf der Deflection device caused motion control of the electron beam defined is. The control data thus also define the time course of the
Auftreffposition des Elektronenstrahls auf dem Target. Die Steuervorrichtung ist zum Ansteuern der Ablenkvorrichtung basierend auf den Steuerungsdaten derart ausgebildet, dass der Elektronenstrahl (insbesondere der Elektronenstrahl- Auftreffpunkt) den mittels der Steuerungsdaten vorgegebenen Bewegungsablauf vollführt. Die Steuerung der Ablenkvorrichtung gemäß den Steuerungsdaten kann z.B. erfolgen, indem von der Steuervorrichtung dementsprechende Impact position of the electron beam on the target. The control device is designed to drive the deflection device based on the control data such that the electron beam (in particular the electron beam impingement point) performs the movement sequence predetermined by the control data. The control of the deflection device according to the control data may be e.g. take place by the accordingly by the control device
Steuerungssignale an die Ablenkvorrichtung übermittelt werden. Zum Übermitteln der Steuerungssignale kann die Steuervorrichtung durch eine Datenverbindung mit der Ablenkvorrichtung verbunden sein. Control signals are transmitted to the deflection device. For transmitting the control signals, the control device may be connected to the deflection device by means of a data connection.
Die Steuervorrichtung ist (mittels entsprechender Steuerungsdaten) zur Steuerung der Ablenkvorrichtung derart ausgebildet, dass der Elektronenstrahl von der The control device is designed (by means of appropriate control data) for controlling the deflection device such that the electron beam is deflected by the
Steuervorrichtung mittels der Ablenkvorrichtung auf vorgegebene Positionen auf dem Target gelenkt werden kann, sodass der Elektronenstrahl an einer vorgegebenen Auftreffposition bzw. einem vorgegebenen Auftreffpunkt auf dem Target auftrifft. An dem Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf dem Target entsteht Röntgenstrahlung, die zum Durchstrahlen des Untersuchungsobjekts verwendet wird. Die Control device can be directed by the deflection device to predetermined positions on the target, so that the electron beam impinges on a predetermined impact position or a predetermined impact point on the target. At the point of impact of the electron beam on the target, X-radiation is generated, which is used to irradiate the examination subject. The
Auftreffposition des Elektronenstrahls auf dem Target wird auch als Elektronenstrahl- Auftreffpunkt, Elektronenstrahl-Auftreffposition, Röntgenbrennfleck oder kurz Impact position of the electron beam on the target is also called the electron beam impact point, electron beam impact position, X-ray focal spot or short
Brennfleck bezeichnet. Designated focal spot.
Die Steuervorrichtung ist (mittels entsprechender Steuerungsdaten) zur Steuerung der Ablenkvorrichtung derart eingerichtet, dass der Elektronenstrahl derart über das Target geführt wird, dass der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt nacheinander mehrere Bahnen auf dem Target beschreibt bzw. durchläuft. Die von dem Elektronenstrahl- Auftreffpunkt auf dem Target beschriebenen Bahnen werden auch als The control device is set up (by means of appropriate control data) for controlling the deflection device such that the electron beam is guided over the target in such a way that the electron beam impingement point successively describes or passes through several paths on the target. The orbits described by the electron beam impact point on the target are also referred to as
Brennfleckbahnen bezeichnet. Die Steuervorrichtung ist zur Steuerung der Designated focal spot paths. The control device is for controlling the
Ablenkvorrichtung derart ausgebildet, dass jede der Brennfleckbahnen in einer anderen Ebene verläuft; diese Ebenen werden auch als Bahnebenen oder Deflection device configured such that each of the focal spot paths extends in a different plane; These levels are also called orbit planes
Strahlbahnebenen bezeichnet, wobei alle diese Bahnebenen parallel zueinander sind.
Somit ist die Steuervorrichtung zur Steuerung der Ablenkvorrichtung mittels Designated beam paths, all of these track planes are parallel to each other. Thus, the control device for controlling the deflection by means of
Steuerungsdaten derart ausgebildet, dass der Elektronenstrahl von der Control data is formed such that the electron beam from the
Steuervorrichtung mittels der Ablenkvorrichtung derart führbar ist (und beim Control device by means of the deflection so feasible (and the
Betreiben der Tomographievorrichtung derart geführt wird), dass der Operating the tomography device is performed so) that the
Elektronenstrahl-Auftreffpunkt nacheinander entlang mehrerer, in unterschiedlichen Bahnebenen verlaufender Brennfleckbahnen über das Target wandert, wobei alle diese Bahnebenen parallel zueinander sind und somit eine gemeinsame Electron beam impact point successively along several, running in different orbits focal spot paths travels over the target, all of these orbital planes are parallel to each other and thus a common
Normalenrichtung aufweisen (auch als Bahnebenen-Normalenrichtung bezeichnet). Die Bahnebenen-Normalenrichtung bezeichnet die Richtung des Normalenvektors der Bahnebenen. An dem Elektronenstrahl-Auftreffpunkt entsteht Röntgenstrahlung, die zur Untersuchung des Untersuchungsobjektes verwendet wird. Der Have normal direction (also referred to as web plane normal direction). The orbital plane normal direction designates the direction of the normal vector of the orbital planes. At the point of impact with the electron beam, X-radiation is generated, which is used to examine the object to be examined. Of the
Elektronenstrahl-Auftreffpunkt wird somit entlang mehrerer Brennfleckbahnen geführt (z.B. entlang von mindestens zwei Brennfleckbahnen oder z.B. entlang von mindestens drei Brennfleckbahnen, z.B. entlang von zwei, drei oder vier Electron beam impact point is thus guided along multiple focal spot paths (e.g., along at least two focal spot paths or, for example, along at least three focal spot paths, e.g., along two, three, or four
Brennfleckbahnen), wobei jede dieser Brennfleckbahnen in einer anderen Brennfleckbahnen), each of these focal lanes in another
Bahnebene verläuft. Railway level runs.
Die Tomographievorrichtung weist zudem eine Detektorvorrichtung mit mehreren Detektoren zum Erfassen der Röntgenstrahlung auf. Die Detektoren werden auch als Röntgendetektoren oder Einzeldetektoren bezeichnet, d.h. vorliegend wird mit dem Begriff Röntgendetektor ein Einzeldetektor zum Erfassen von Röntgenstrahlung bezeichnet. Ein solcher Detektor bzw. Röntgendetektor wird daher auch als The tomography device also has a detector device with a plurality of detectors for detecting the x-ray radiation. The detectors are also referred to as X-ray detectors or single detectors, i. In the present case, the term X-ray detector denotes a single detector for detecting X-ray radiation. Such a detector or X-ray detector is therefore also called
Röntgeneinzeldetektor bezeichnet. Jeder der Röntgendetektoren bzw. Einzeldetektoren weist ein Detektorelement auf, das sich entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung über alle Bahnebenen hinweg erstreckt und ein Szintillatormaterial aufweist, von dem bei darauf auftreffender Röntgenstrahlung mittels Szintillation Szintillationslicht erzeugt wird. Das X-ray single detector referred. Each of the X-ray detectors has a detector element extending along the web plane normal direction across all web planes and having a scintillator material from which scintillation light is generated by scintillation of incident X-radiation thereon. The
Szintillatormaterial ist ein Material, das bei Auftreffen der Röntgenstrahlung darauf Licht abgibt, insbesondere durch Szintillation erzeugtes Licht. Das durch Szintillation erzeugte Licht wird auch als Szintillationslicht bezeichnet. Das Szintillationslicht ist elektromagnetische Strahlung mit einer anderen Wellenlänge als die Scintillator material is a material that emits light upon incidence of X-ray radiation, in particular light generated by scintillation. The light generated by scintillation is also called scintillation light. The scintillation light is electromagnetic radiation having a different wavelength than that
Röntgenstrahlung. Das Szintillationslicht kann z.B. im sichtbaren Spektralbereich
liegen, aber z.B. auch im ultravioletten oder infraroten Spektralbereich. Die X-rays. The scintillation light can be in the visible spectral range, for example lie, but also in the ultraviolet or infrared spectral range. The
Detektorelemente dienen zum Umwandeln der Röntgenstrahlung in Szintillationslicht und werden daher auch als Konversionselemente bezeichnet. Jeder der Röntgendetektoren weist einen Lichtdetektor (auch als Lichtwandler bezeichnet) auf, der zum Erfassen des Szintillationslichts und Erzeugen eines Detektorsignals basierend auf dem erfassten Szintillationslicht ausgebildet ist. Das von dem Lichtdetektor eines Röntgendetektors erzeugte Detektorsignal bildet zugleich das Detektorsignal des Röntgendetektors und wird daher auch als Detector elements are used to convert the X-radiation into scintillation light and are therefore also referred to as conversion elements. Each of the X-ray detectors has a light detector (also referred to as a light converter) configured to detect the scintillation light and generate a detection signal based on the detected scintillation light. The detector signal generated by the light detector of an X-ray detector simultaneously forms the detector signal of the X-ray detector and is therefore also referred to as
Röntgendetektor-Signal bezeichnet. X-ray detector signal denotes.
Somit weist jeder der Röntgendetektoren einen Lichtdetektor auf, der derart angeordnet und ausgebildet ist, dass von ihm das von dem Konversionselement des Röntgendetektors erzeugte Szintillationslicht erfassbar ist. Ein derartiger Thus, each of the X-ray detectors has a light detector, which is arranged and designed such that the scintillation light generated by the conversion element of the X-ray detector can be detected by it. Such a
Lichtdetektor kann z.B. als Photodetektor ausgebildet sein, der Lichtdetektor kann z.B. eine Photodiode, ein Photomultiplier, ein Phototransistor oder Photowiderstand sein. Der Lichtdetektor ist derart ausgebildet, dass von ihm darauf auftreffendes Szintillationslicht in ein als Detektorsignal des Röntgendetektors fungierendes (z.B. elektrisches) Signal umgewandelt wird, mittels dessen das Szintillationslicht (z.B. die Intensität des Szintillationslichts) erfassbar ist, und wird auch als Szintillationslicht- Detektor bezeichnet. Light detector may e.g. be designed as a photodetector, the light detector may e.g. a photodiode, a photomultiplier, a phototransistor or photoresistor. The light detector is designed such that scintillating light incident thereon is converted into an (e.g., electrical) signal which detects the scintillation light (e.g., the intensity of the scintillation light) as a detector signal of the X-ray detector and is also referred to as a scintillation light detector.
Jeder der Röntgendetektoren weist somit ein Konversionselement und einen Each of the X-ray detectors thus has a conversion element and a
Szintillationslicht-Detektor auf, wobei das Konversionselement zum Umwandeln von darauf auftreffender Röntgenstrahlung in Szintillationslicht ausgebildet ist, und wobei der Szintillationslicht-Detektor zum Erfassen des Szintillationslichts und Erzeugen eines Detektorsignals basierend auf dem erfassten Szintillationslicht ausgebildet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass jeder der Röntgendetektoren ein einziges Konversionselement und einen einzigen Szintillationslicht-Detektor aufweist. A scintillation light detector, wherein the conversion element is configured to convert X-rays incident thereon to scintillation light, and wherein the scintillation light detector is configured to detect the scintillation light and generate a detection signal based on the detected scintillation light. In particular, it can be provided that each of the X-ray detectors has a single conversion element and a single scintillation light detector.
Beim Betreiben der Tomographievorrichtung wird der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt gemäß den Steuerungsdaten nacheinander entlang der unterschiedlichen In operation of the tomography apparatus, the electron beam impact point becomes sequential along the different ones according to the control data
Brennfleckbahnen geführt, wobei jede der Brennfleckbahnen in einer anderen
Bahnebene liegt, sodass die Röntgenstrahlung nacheinander in den unterschiedlichen Bahnebenen emittiert wird. Focusing paths are guided, with each of the focal spot paths in another Orbital plane is located so that the X-rays are emitted successively in the different orbital planes.
Die Menge der Bahnebenen weist zwei äußere Bahnebenen auf, nämlich die The amount of the orbital planes has two outer orbital planes, namely the
Bahnebene mit der kleinsten Koordinate bezüglich der Bahnebenen- Normalenrichtung und die Bahnebene mit der größten Koordinate bezüglich der Bahnebenen-Normalenrichtung, diese beiden äußeren Bahnebenen werden auch als Randebenen bezeichnet. Das Konversionselement jedes der Röntgendetektoren erstreckt sich über alle Bahnebenen hinweg, d.h. jedes Konversionselement ist derart dimensioniert und angeordnet, dass seine Ausdehnung entlang der Orbital plane having the smallest coordinate with respect to the web plane normal direction and the web plane having the largest coordinate with respect to the web plane normal direction, these two outer web planes are also referred to as edge planes. The conversion element of each of the X-ray detectors extends across all the orbital planes, i. each conversion element is dimensioned and arranged such that its extension along the
Bahnebenen-Normalenrichtung mindestens so groß ist wie der Abstand zwischen den beiden äußeren Bahnebenen entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung, und dass es sich entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung mindestens von der ersten Randebene bis zu der zweiten Randebene erstreckt. Web plane normal direction is at least as large as the distance between the two outer web planes along the web plane normal direction, and that it extends along the web plane normal direction at least from the first edge plane to the second edge plane.
Das Konversionselement jedes Rontgendetektors bzw. Einzeldetektors erstreckt sich also entlang der gemeinsamen Bahnebenen-Normalenrichtung eines Satzes mehrerer zueinander paralleler Bahnebenen über alle diese Bahnebenen hinweg, d.h. erstreckt sich mindestens von der Bahnebene mit der kleinsten Koordinate bezüglich der Bahnebenen-Normalenrichtung bis zu der Bahnebene mit der größten Koordinate bezüglich der Bahnebenen-Normalenrichtung. Somit schneidet jede der parallelen Bahnebenen in der Verlängerung das Konversionselement. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist das szintillationsaktive Detektorelement bzw. Thus, the conversion element of each X-ray detector or single detector extends along the common orbital plane normal direction of a set of several mutually parallel trajectory planes across all these trajectory planes, i. extends at least from the web plane with the smallest coordinate with respect to the web plane normal direction to the web plane with the largest coordinate with respect to the web plane normal direction. Thus, each of the parallel track planes in the extension intersects the conversion element. In other words, the scintillation-active detector element or
Konversionselement jedes Einzeldetektors derart dimensioniert und angeordnet, dass es von jeder Bahnebene des Satzes paralleler Bahnebenen geschnitten wird, wobei jede der Bahnebenen durch eine der Brennfleckbahnen verläuft. Conversion element of each individual detector dimensioned and arranged so that it is cut from each web plane of the set of parallel web planes, each of the web levels passes through one of the focal lanes.
Das Konversionselement jedes der Röntgendetektoren erstreckt sich über alle Bahnebenen hinweg, sodass mittels jedes Konversionselements Röntgenstrahlung in jeder der Bahnebenen erfassbar und mittels des zugehörigen Szintillationslicht- Detektors in ein Detektorsignal umwandelbar ist. Somit kann mittels jedes der Röntgendetektoren Röntgenstrahlung in jeder der Bahnebenen erfasst werden.
Die Tomographievornchtung ist derart ausgebildet, dass von ihr jedes der The conversion element of each of the X-ray detectors extends over all the orbital planes, so that by means of each conversion element X-radiation can be detected in each of the orbital planes and converted into a detector signal by means of the associated scintillation light detector. Thus, by means of each of the X-ray detectors X-ray radiation can be detected in each of the track planes. The Tomographievornchtung is designed so that each of them
Detektorsignale der Röntgendetektoren basierend auf den Steuerungsdaten, mittels derer die Steuerung der Ablenkvorrichtung durch die Steuervorrichtung erfolgt, einer der Bahnebenen zugeordnet wird, wobei die Detektorsignale jeweils derjenigen Ebene zugeordnet werden, der die signalverursachende Röntgenstrahlung entstammt. Detector signals of the X-ray detectors based on the control data, by means of which the control of the deflection device by the control device, is assigned to one of the orbital planes, wherein the detector signals are respectively assigned to that level, which originates the signal-causing X-radiation.
Die Tomographievorrichtung ist somit derart ausgebildet, dass von ihr die Zuordnung der Detektorsignale der Röntgendetektoren zu den einzelnen Bahnebenen über die Auswertung der mittels der Steuervorrichtung anhand der Steuerungsdaten realisierten Ablenksteuerung erfolgt. Dadurch können die mittels eines The tomography device is thus designed in such a way that the assignment of the detector signals of the X-ray detectors to the individual track planes takes place via the evaluation of the deflection control implemented by the control device on the basis of the control data. This allows the means of a
Konversionselements generierten Detektorsignale, die immer mittels ein und desselben Szintillationslicht-Detektors erfasst werden, eindeutig der Ebene zugeordnet werden, in der die sie verursachende Röntgenstrahlung entstanden ist. Conversion element generated detector signals, which are always detected by means of one and the same scintillation light detector, are uniquely associated with the plane in which the X-ray causing them has arisen.
Jedes Detektorsignal wird durch Röntgenstrahlung in derjenigen Ebene verursacht, in der sich der Röntgenbrennfleck zur Zeit der Erzeugung des Detektorsignals befindet. Die Konversionselemente erstrecken sich über alle Ebenen hinweg, sodass die Röntgendetektoren unabhängig davon, in welcher Ebene sich der Brennfleck gerade befindet, ein Detektorsignal generieren. Daher können die Detektorsignale allein anhand des signalerzeugenden Röntgendetektors zunächst nicht eindeutig einer der Ebenen zugeordnet werden. Each detector signal is caused by X-radiation in the plane in which the X-ray focal spot is at the time of generation of the detector signal. The conversion elements extend over all planes, so that the X-ray detectors generate a detector signal regardless of which plane the focal spot is currently in. Therefore, the detector signals can not be uniquely assigned to one of the planes on the basis of the signal-generating X-ray detector initially.
Die Steuerungsdaten definieren die Bewegung des Elektronenstrahls und den zeitlichen Verlauf der Auftreffposition des Elektronenstrahls auf dem Target, sodass anhand der Steuerungsdaten für jedes Detektorsignal die zum Zeitpunkt der The control data defines the movement of the electron beam and the time course of the impact position of the electron beam on the target, so that based on the control data for each detector signal at the time of
Erfassung des Detektorsignals vorliegende Elektronenstrahl-Auftreffposition ermittelbar ist. Somit kann anhand der Steuerungsdaten jedem Detektorsignal die zum Zeitpunkt der Signalerfassung vorliegende Elektronenstrahl-Auftreffposition (und somit auch die Bahnebene, in der sich diese Elektronenstrahl-Auftreffposition befindet) zugeordnet werden. Detection of the detector signal present electron beam impact position can be determined. Thus, based on the control data, each detector signal can be assigned the electron beam incident position (and thus also the orbital plane in which this electron beam incidence position is located) at the time of the signal detection.
Die Tomographievorrichtung ist demgemäß derart ausgebildet, dass von ihr jedes
Detektorsignal der Röntgendetektoren basierend auf den Steuerungsdaten The tomography device is accordingly designed such that each of them Detector signal of the X-ray detectors based on the control data
derjenigen Bahnebene zugeordnet wird, in der sich der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt gemäß den Steuerungsdaten während der Erfassung des Detektorsignals (d.h. zur Zeit der Erzeugung des Detektorsignals durch den jeweiligen Röntgendetektor) befindet. Die Tomographievorrichtung ist also derart ausgebildet, dass von ihr jedes Detektorsignal basierend auf den Steuerungsdaten der während der Erzeugung des Detektorsignals von dem Elektronenstrahl angesteuerten Ebene zugeordnet wird. is assigned to that orbital plane in which the electron beam impact point is in accordance with the control data during detection of the detector signal (i.e., at the time of generation of the detector signal by the respective X-ray detector). The tomography device is thus designed in such a way that it assigns each detector signal based on the control data to the plane controlled by the electron beam during the generation of the detector signal.
Beim Betreiben der Tomographievorrichtung wird somit der Elektronenstrahl nacheinander entlang der Brennfleckbahnen in den unterschiedlichen Bahnebenen geführt, sodass nacheinander Röntgenstrahlung in diesen Ebenen erzeugt wird. Der zum Aufnehmen des Untersuchungsobjekts vorgesehene Aufnahmeraum der During operation of the tomography device, the electron beam is thus guided one after the other along the focal spot paths in the different track planes, so that X-ray radiation is successively generated in these planes. The intended for receiving the examination object receiving space of
Tomographievorrichtung ist im Strahlengang der Röntgenstrahlung angeordnet, sodass das Untersuchungsobjekt von der Röntgenstrahlung durchstrahlt wird, wobei die Röntgenstrahlung geschwächt wird. Die Röntgendetektoren sind derart angeordnet, dass die Konversionselemente (oder zumindest eines oder einige der Konversionselemente) im Strahlengang der Röntgenstrahlung hinter dem Tomography device is arranged in the beam path of the X-ray radiation, so that the examination object is irradiated by the X-ray radiation, wherein the X-ray radiation is weakened. The X-ray detectors are arranged such that the conversion elements (or at least one or some of the conversion elements) in the beam path of the X-ray radiation behind the
Aufnahmeraum und somit im Strahlengang der von dem Untersuchungsobjekt geschwächten Röntgenstrahlung angeordnet sind, sodass von ihnen die von dem Untersuchungsobjekt geschwächte Röntgenstrahlung erfasst werden kann. Die durch das Untersuchungsobjekt hindurchgetretene Röntgenstrahlung wird mittels der Konversionselemente der Röntgendetektoren in Szintillationslicht umgewandelt, welches mittels der Szintillationslicht-Detektoren der Röntgendetektoren in ein Detektorsignal umgewandelt wird. Anhand der Steuerungsdaten wird jedes Receiving space and thus in the beam path of the weakened by the examination object X-ray are arranged so that they can be detected by the X-ray attenuated by the examination object. The X-ray radiation which has passed through the examination object is converted by means of the conversion elements of the X-ray detectors into scintillation light, which is converted into a detector signal by means of the scintillation light detectors of the X-ray detectors. Based on the control data each
Detektorsignal derjenigen Ebene zugeordnet, der die signalverursachende Detector signal associated with that level, the signal-causing
Röntgenstrahlung entstammt. X-rays originated.
Mit variierender Position des Elektronenstrahl-Auftreffpunktes innerhalb einer Ebene verändert sich auch die Durchstrahlrichtung, in der das Untersuchungsobjekt von der Röntgenstrahlung durchstrahlt wird. Somit können mittels der Röntgendetektoren für jede Ebene mehrere Projektionen des Untersuchungsobjekts bei unterschiedlichen Durchstrahlrichtungen erfasst werden. Eine Projektion kennzeichnet dabei das in der jeweiligen Ebene vorliegende Strahlschwächungsprofil für eine vorgegebene
Durchstrahlrichtung, welches durch die Gesamtheit der Signale mehrerer oder aller der Röntgendetektoren bei der jeweiligen Durchstrahlgeometrie gegeben ist. Die einer gemeinsamen Ebene zugeordneten Projektionen (bei unterschiedlichen With varying position of the electron beam impingement point within a plane, the transmission direction in which the examination object is irradiated by the X-radiation also changes. Thus, by means of the X-ray detectors for each plane, a plurality of projections of the examination object can be detected at different transmission directions. A projection characterizes the beam attenuation profile present in the respective plane for a given one Transmission direction, which is given by the totality of the signals of several or all of the X-ray detectors in the respective Durchstrahlgeometrie. The projections associated with a common plane (with different
Durchstrahlrichtungen) bilden einen dieser Ebene zugeordneten Radiation directions) form an assigned to this level
Projektionsdatensatz. Projection data set.
Indem von der Tomographievornchtung jedes der Detektorsignale derjenigen Ebene zugeordnet wird, in der sich der Elektronenstrahl -Auftreffpunkt während der By assigning each of the detector signals of the tomography device to the plane in which the electron beam point of incidence during the
Erzeugung des Detektorsignals befindet, kann die Tomographievorrichtung somit derart ausgebildet sein, dass von ihr anhand der einer gemeinsamen Ebene zugeordneten Detektorsignale ein dieser Ebene zugeordneter Projektionsdatensatz des Untersuchungsobjekts erzeugbar ist. Mittels der Röntgendetektoren kann somit für jede der Ebenen ein Datensatz von Durchstrahlprojektionen aus If the detector signal is generated, the tomography device can thus be designed in such a way that it can generate a projection data set of the examination object assigned to this plane on the basis of the detector signals assigned to a common plane. By means of the X-ray detectors can thus for each of the levels of a record of Durchstrahlprojektionen
unterschiedlichen Projektionswinkeln aufgenommen werden. different projection angles are recorded.
Indem der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt nacheinander alle Bahnebenen durchläuft, kann von der Tomographievornchtung für jede der Bahnebenen ein By passing through all the orbital planes in succession, the electron beam impact point may enter from the tomography device for each of the orbital planes
Projektionsdatensatz erzeugt werden. Die Tomographievorrichtung kann somit für jede der Ebenen zum Erzeugen eines der Ebene zugeordneten Projection data set to be generated. The tomography device may thus for each of the planes for generating one of the plane associated
Projektionsdatensatzes ausgebildet sein, sodass von der Tomographievorrichtung für jede der Bahnebenen ein zugeordneter Projektionsdatensatz generiert wird. Projection data set to be formed so that an associated projection data set is generated by the tomography device for each of the orbital planes.
Aus jedem Projektionsdatensatz kann auf bekannte Art und Weise mittels From each projection data set can in a known manner using
tomographischer Bildrekonstruktionsverfahren die in dem zugehörigen durchstrahlten Volumen vorliegende innere Struktur des Untersuchungsobjekts überlagerungsfrei ermittelt werden und z.B. in Form eines tomographischen Bildes veranschaulicht werden. tomographic image reconstruction method, the inner structure of the examination subject present in the associated irradiated volume is determined without overlay, and e.g. be illustrated in the form of a tomographic image.
Indem mittels der Tomographievornchtung für jede der Bahnebenen ein zugeordneter Projektionsdatensatz erfassbar ist, kann mittels der Tomographievorrichtung für jede der Bahnebenen eine zugeordnete tomographische Abbildung bzw. ein zugeordnetes tomographisches Bild (z.B. in Form eines Schnittbildes) erfasst werden. Anhand der den unterschiedlichen Ebenen zugeordneten tomographischen Bilder kann eine
dreidimensionale Abbildung der inneren Struktur des Untersuchungsobjekts generiert werden. Somit ist mittels der Tomographievorrichtung eine dreidimensionale By an associated projection data set being detectable for each of the web levels by means of the tomography apparatus, an associated tomographic image or an associated tomographic image (eg in the form of a sectional image) can be detected for each of the web levels by means of the tomography apparatus. On the basis of the different levels associated with tomographic images, a Three-dimensional image of the internal structure of the examination object are generated. Thus, by means of the tomography device is a three-dimensional
Abbildung der inneren Struktur des Untersuchungsobjekts ermöglicht (auch als 3D- Elektronenstrahl-Röntgencomputertomographie bezeichnet). Imaging of the internal structure of the object under examination (also referred to as 3D electron beam X-ray computed tomography).
Indem jeder der Röntgendetektoren ein Konversionselement aufweist, das sich über alle der Bahnebenen hinweg erstreckt, kann mittels jedes der Röntgendetektoren Röntgenstrahlung in jeder der Bahnebenen erfasst werden, sodass die Anzahl der zur Abdeckung der Bahnebenen erforderlichen Detektoren gering gehalten werden kann, wobei zudem die erforderliche Anzahl der Kanäle der Detektorelektronik gering gehalten werden kann. Dadurch kann die Tomographievorrichtung mit einem unkomplizierten Aufbau realisiert werden, wobei zudem die Kosten für das By having each of the X-ray detectors having a conversion element extending across all of the orbital planes, X-ray radiation in each of the orbital planes can be detected by each of the X-ray detectors, so that the number of detectors required to cover the orbital planes can be minimized, with the required number the channels of the detector electronics can be kept low. As a result, the tomography device can be realized with a straightforward structure, in which case the costs for the
Detektormaterial gering gehalten werden können. Indem die Detektorsignale anhand der Steuerungsdaten den signalverursachenden Bahnebenen zugeordnet werden können, können mittels der Tomographievorrichtung tomographische Bilder an unterschiedlichen Positionen des Untersuchungsobjekts erzeugt werden, sodass ein dreidimensionales Abbilden des Untersuchungsobjekts ermöglicht ist, wobei trotz der geringen Detektoranzahl z.B. ein 3D-Datensatz von Einzelprojektionen des Untersuchungsobjekts erhoben werden kann. Indem jeder Röntgendetektor mit lediglich einem einzigen Lichtdetektor ausgebildet ist, kann insbesondere die Anzahl der erforderlichen Lichtdetektoren gering gehalten werden. Detector material can be kept low. By virtue of the control data being able to be assigned to the signal-causing orbital planes, tomographic images can be generated at different positions of the examination object by means of the tomography device, so that a three-dimensional imaging of the examination subject is made possible, wherein, despite the small number of detectors, e.g. a 3D data set of individual projections of the examination object can be collected. By each X-ray detector is formed with only a single light detector, in particular, the number of required light detectors can be kept low.
Gemäß einer Ausführungsform weist jedes der (auch als Konversionselemente bezeichneten) Detektorelemente an seiner Außenfläche eine Verspiegelung zum Reflektieren des Szintillationslichts auf, wobei die Verspiegelung die gesamte According to one embodiment, each of the detector elements (also referred to as conversion elements) has, on its outer surface, a reflective coating for reflecting the scintillation light, the reflective coating covering the entire area
Außenfläche des Detektorelements bis auf einen als Austrittsfenster für das Outer surface of the detector element except for an exit window for the
Szintillationslicht fungierenden Abschnitt (auch als Szintillationslicht-Austrittsfenster bezeichnet) überdeckt. Die Verspiegelung ist derart ausgebildet, dass von ihr das in dem Konversionselement erzeugte Szintillationslicht an der Außenfläche des Scintillation light acting section (also called scintillation light exit window) covered. The mirror coating is designed such that the scintillation light generated in the conversion element on the outer surface of the
Konversionselements in dessen Inneres zurückreflektiert wird und somit am Conversion element is reflected back into the interior and thus on
Verlassen des Konversionselements gehindert wird. Der als Austrittsfenster für das Szintillationslicht fungierende Abschnitt der Detektorelement-Außenfläche ist nicht
von der Verspiegelung bedeckt. Aufgrund der Verspiegelung kann das Szintillationslicht nur an dem Szintillationslicht-Austrittsfenster aus dem Leaving the conversion element is prevented. The portion of the detector element outer surface functioning as an exit window for the scintillation light is not covered by the mirroring. Due to the mirroring, the scintillation light can only at the scintillation light exit window from the
Konversionselement austreten. Der Szintillationslicht-Detektor jedes Röntgendetektors ist derart angeordnet, dass von ihm durch das Szintillationslicht-Austrittsfenster hindurch aus dem Exit conversion element. The scintillating light detector of each X-ray detector is arranged so as to exit from it through the scintillation light exit window
Konversionselement des Röntgendetektors austretendes Szintillationslicht erfassbar ist. Aufgrund der Wellenlängenabhängigkeit der Reflektivität von Spiegeln ist sichergestellt, dass die Röntgenstrahlung trotz der für das Szintillationslicht reflektierenden Verspiegelung in das Konversionselement eintreten kann. Die Verspiegelung kann z.B. als dichroitischer Spiegel (auch als Interferenzspiegel bezeichnet) ausgeführt sein oder als Metallschicht (z.B. in Form einer Conversion element of the X-ray detector emerging scintillation light can be detected. Due to the wavelength dependence of the reflectivity of mirrors, it is ensured that the X-ray radiation can enter the conversion element despite the reflective coating reflecting the scintillation light. The mirroring may e.g. be designed as a dichroic mirror (also referred to as interference mirror) or as a metal layer (for example in the form of a
Metallbeschichtung). Die Röntgendetektoren sind derart ausgebildet und angeordnet, dass sich das Konversionselement jedes Röntgendetektors entlang der Bahnebenen- Normalenrichtung über alle der Bahnebenen hinweg erstreckt. Es kann z.B. Metal coating). The X-ray detectors are designed and arranged such that the conversion element of each X-ray detector extends along the Bahnebenen- normal direction over all of the orbital planes away. It can e.g.
vorgesehen sein, dass jedes der Konversionselemente stabförmig ausgebildet ist und mit seiner Längsrichtung entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung verlaufend angeordnet ist. Zudem kann jeder Rontgendetektor derart ausgebildet sein, dass der Szintillationslicht-Detektor des Röntgendetektors an einem der beiden Stabenden bzw. Längsenden des stabförmigen Konversionselements angeordnet ist (z.B. an einer der beiden Stirnflächen des Konversionselements, die die Längsenden des stabförmigen Konversionselements bilden). Für den Fall, dass die be provided that each of the conversion elements is rod-shaped and is arranged to extend with its longitudinal direction along the web plane normal direction. In addition, each X-ray detector may be configured such that the scintillation light detector of the X-ray detector is disposed at one of the two bar ends of the bar-shaped conversion element (e.g., one of the two end faces of the conversion element constituting the longitudinal ends of the bar-shaped conversion element). In the event that the
Konversionselemente mit einer Verspiegelung versehen sind, kann demgemäß auch das Szintillationslicht-Austrittsfenster an dem jeweiligen Längsende des stabförmigen Konversionselements ausgebildet sein, z.B. an der jeweiligen Stirnfläche. Accordingly, the scintillation light exit window may be formed at the respective longitudinal end of the rod-shaped conversion element, e.g. at the respective end face.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Target ein Hohlkörper mit einer um eine Gerade bzw. Achse umlaufenden inneren Mantelfläche, ein derartiges Target wird nachfolgend auch als Hohlkörper-Target bezeichnet. Die Achse, um die herum die innere Mantelfläche umläuft und die somit von der inneren Mantelfläche According to one embodiment, the target is a hollow body with an inner circumferential surface running around a straight line or axis; such a target is also referred to below as a hollow body target. The axis around which the inner circumferential surface rotates and thus from the inner lateral surface
umschlossen wird, wird nachfolgend auch als Innenachse oder Zentralachse
bezeichnet. Die innere Mantelfläche des Hohlkörper-Targets wird auch als Innenseite des Hohlkörper-Targets bezeichnet. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass das Target ein Hohlkörper mit einer inneren Mantelfläche in Form der (äußeren) Mantelfläche eines geraden oder schiefen Kegels oder Kegelstumpfes ist, insbesondere in Form der Mantelfläche eines geraden oder schiefen Kreiskegels oder Kreiskegelstumpfes. Ein derartiges Target wird auch als trichterförmiges Target bezeichnet. Ein derartiges Target ist bevorzugt derart angeordnet, dass der Kegeldurchmesser des von der inneren Mantelfläche definierten Kegels bzw. Kegelstumpfes mit zunehmendem Abstand von dem Elektronenstrahlerzeuger abnimmt, sodass der Kegeldurchmesser entlang der Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls abnimmt. is enclosed below, also referred to as the inner axis or central axis designated. The inner circumferential surface of the hollow body target is also referred to as the inside of the hollow body target. It can be provided, for example, that the target is a hollow body with an inner circumferential surface in the form of the (outer) lateral surface of a straight or inclined cone or truncated cone, in particular in the form of the lateral surface of a straight or oblique circular cone or circular truncated cone. Such a target is also referred to as a funnel-shaped target. Such a target is preferably arranged such that the cone diameter of the cone or truncated cone defined by the inner circumferential surface decreases with increasing distance from the electron gun, so that the cone diameter decreases along the propagation direction of the electron beam.
Die Tomographievorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass der Elektronenstrahl von der Steuervorrichtung mittels der Ablenkvorrichtung derart führbar ist (bzw. beim Betreiben der Tomographievornchtung derart geführt wird), dass der Elektronenstrahl an einem Auftreffpunkt auf der inneren Mantelfläche auf das Target auftrifft und der Auftreffpunkt nacheinander entlang mehrerer, auf der inneren Mantelfläche des Hohlkörper-Targets verlaufender Bahnen geführt wird. Die von dem Elektronenstrahl- Auftreffpunkt durchlaufenen Brennfleckbahnen ergeben sich dabei als Schnitte zwischen der inneren Mantelfläche des Targets und den Bahnebenen, wobei die unterschiedlichen Bahnebenen entlang der Innenachse jeweils in einem Abstand zueinander angeordnet sind. The tomography device can be designed such that the electron beam can be guided by the control device by means of the deflection device (or guided in operating the tomography apparatus) such that the electron beam impinges on the target at an impact point on the inner lateral surface and the impact point successively along several, running on the inner circumferential surface of the hollow body target tracks is guided. In this case, the focal spot paths traversed by the electron beam impinging point result as sections between the inner circumferential surface of the target and the track planes, wherein the different track planes are arranged at a distance from each other along the inner axis.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Target als Hohlkörper mit einer um eine Innenachse umlaufenden inneren Mantelfläche ausgebildet, wobei die innere According to one embodiment, the target is designed as a hollow body with an inner circumferential surface running around an inner axis, wherein the inner
Mantelfläche die Form der Mantelfläche eines schiefen Kreiskegels oder schiefen Kreiskegelstumpfes aufweist. Has lateral surface, the shape of the lateral surface of an oblique circular cone or oblique circular truncated cone.
Demgemäß definiert die innere Mantelfläche des Targets einen schiefen Kreiskegel bzw. Kreiskegelstumpf mit einer kreisförmigen Kegelgrundfläche. Das Hohlraum- Target kann z.B. derart angeordnet sein, dass die kreisförmige Kegelgrundfläche senkrecht zu der Innenachse ist, sodass die Innenachse parallel zu der Accordingly, the inner surface of the target defines an oblique circular cone or circular truncated cone with a circular cone base. The cavity target may be e.g. be arranged such that the circular cone base surface is perpendicular to the inner axis, so that the inner axis parallel to the
Normalenrichtung der Kegelgrundfläche ist (in diesem Fall verläuft die Innenachse nicht parallel zu der Kegelachse des von der inneren Mantelfläche definierten
schiefen Kegels bzw. Kegelstumpfes). Dabei kann zudem vorgesehen sein, dass die Innenachse parallel zu der Bahnebenen-Normalenrichtung ist; in diesem Fall verläuft jede der Brennfleckbahnen in einer Ebene, die senkrecht zu der Innenachse ist, wobei die unterschiedlichen Bahnebenen entlang der Innenachse jeweils in einem Abstand zueinander angeordnet sind und sich die Brennfleckbahnen als Schnitte zwischen der inneren Mantelfläche des Targets und senkrecht zu der Innenachse verlaufenden Ebenen ergeben. In diesem Fall ist auch die Bahnebenen- Normalenrichtung senkrecht zu der kreisförmigen Kegelgrundfläche, sodass die Bahnebenen parallel zu der Kegelgrundfläche sind. Normal direction of the cone base surface is (in this case, the inner axis is not parallel to the cone axis of the defined by the inner circumferential surface leaning cone or truncated cone). It can also be provided that the inner axis is parallel to the web plane normal direction; In this case, each of the focal spot lanes extends in a plane perpendicular to the inner axis, the different lane planes being spaced apart along the inner axis and the focal lobes extending as cuts between the inner surface of the target and perpendicular to the inner axis Levels arise. In this case, the orbital plane normal direction is perpendicular to the circular cone base surface, so that the web planes are parallel to the cone base surface.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Target ein Hohlkörper mit einer bezüglich einer Achse rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche, in diesem Fall wird die Achse auch als Symmetrieachse bezeichnet. Demgemäß kann das Target z.B. ein bezüglich einer Symmetrieachse rotationssymmetrischer Hohlkörper sein (z.B. ein Hohlzylinder, Hohlkegel oder Hohlkegelstumpf). Rotationssymmetrische Hohlkörper weisen eine äußere und eine innere Mantelfläche auf, wobei die äußere und die innere Mantelfläche rotationssymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse sind. Das Target kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass die innere According to another embodiment, the target is a hollow body with an inner surface which is rotationally symmetrical relative to an axis, in this case the axis is also referred to as the axis of symmetry. Accordingly, the target may be e.g. a rotationally symmetrical hollow body with respect to an axis of symmetry (for example, a hollow cylinder, hollow cone or hollow truncated cone). Rotationally symmetrical hollow bodies have an outer and an inner lateral surface, wherein the outer and the inner lateral surface are rotationally symmetrical with respect to the axis of symmetry. The target can in particular be designed such that the inner
Mantelfläche kegelförmig bzw. konusförmig ist und die Form der (äußeren) Lateral surface is cone-shaped or conical and the shape of the (outer)
Mantelfläche eines geraden Kreiskegels oder geraden Kreiskegelstumpfes aufweist. Has lateral surface of a straight circular cone or straight circular truncated cone.
Die Tomographievorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass der Elektronenstrahl von der Steuervorrichtung mittels der Ablenkvorrichtung derart führbar ist (bzw. beim Betreiben der Tomographievomchtung derart geführt wird), dass der Elektronenstrahl an einem Auftreffpunkt auf der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche auf das Target auftrifft und der Auftreffpunkt nacheinander entlang mehrerer, auf der inneren Mantelfläche des Targets verlaufender Kreisbahnen geführt wird. Jede der The tomography device can be designed in such a way that the electron beam can be guided by the control device by means of the deflection device such that the electron beam strikes the target at an impact point on the rotationally symmetrical inner lateral surface and the impact point successively along several, running on the inner circumferential surface of the target circular paths is performed. Each of the
Kreisbahnen verläuft in einer Ebene, die senkrecht zu der Symmetrieachse der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche ist, wobei die unterschiedlichen Circular paths extends in a plane which is perpendicular to the axis of symmetry of the rotationally symmetrical inner circumferential surface, wherein the different
Kreisbahnebenen entlang der Symmetrieachse jeweils in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Circular path planes along the axis of symmetry are each arranged at a distance from each other.
Demgemäß ergeben sich die von dem Elektronenstrahl-Auftreffpunkt durchlaufenen
Kreisbahnen als Schnitte zwischen der rotationssymnnetnschen inneren Mantelfläche des Targets und Ebenen, die senkrecht zu der Symmetrieachse der inneren Accordingly, the traversed by the electron beam impact point Circular paths as sections between the rotationally symmetrical inner lateral surface of the target and planes perpendicular to the axis of symmetry of the inner
Mantelfläche sind, sodass die Normalenrichtung der Bahnebenen parallel zu der Symmetrieachse ist. Die von dem Brennfleck durchlaufenen Kreisbahnen sind somit konzentrisch zu der Symmetrieachse (d.h. die Mittelpunkte der Kreisbahnen liegen alle auf der Symmetrieachse), sodass die Kreisbahnen auch konzentrisch Are lateral surface, so that the normal direction of the web planes is parallel to the axis of symmetry. The orbits traversed by the focal spot are thus concentric with the axis of symmetry (i.e., the centers of the orbits are all on the axis of symmetry) so that the orbits are also concentric
zueinander sind. to each other.
Der von der inneren Mantelfläche des Hohlkörper-Targets definierte bzw. umhüllte Hohlraum wird auch als Target-Innenraum bezeichnet. Die Tomographievorrichtung kann somit derart ausgebildet sein, dass der Elektronenstrahl auf die innere The defined by the inner circumferential surface of the hollow body target cavity is also referred to as the target interior. The tomography device can thus be designed in such a way that the electron beam is directed towards the inner
Mantelfläche des Targets gerichtet wird, sodass die Röntgenstrahlung von der inneren Mantelfläche in den Target-Innenraum hinein (z.B. in Richtung zu der Symmetrieachse hin) emittiert wird und den Target-Innenraum durchstrahlt. Der zum Aufnehmen des Untersuchungsobjekts darin vorgesehene Aufnahmeraum kann demgemäß in dem Target-Innenraum angeordnet sein. The outer surface of the target is directed so that the X-ray radiation is emitted from the inner circumferential surface into the target interior (for example, toward the axis of symmetry) and transilluminates the target interior. The receiving space provided therein for receiving the examination object can accordingly be arranged in the target interior.
Es kann vorgesehen sein, dass die Röntgendetektoren (die auch als It can be provided that the X-ray detectors (which are also known as
Röntgeneinzeldetektoren bezeichnet werden) unter Ausbildung eines Röntgeneinzeldetektoren be designated) to form a
Röntgendetektorbogens aneinandergereiht angeordnet sind . Demgemäß kann vorgesehen sein, dass die Tomographievorrichtung einen Detektorbogen mit mehreren Röntgeneinzeldetektoren, d.h. Röntgendetektoren in Form von X-ray detector arches are arranged in a row. Accordingly, it may be provided that the tomography device comprises a detector arc having a plurality of X-ray single detectors, i. X-ray detectors in the form of
Einzeldetektoren, aufweist. Es kann vorgesehen sein, dass die Röntgendetektoren unter Ausbildung eines Röntgendetektorbogens entlang eines Kreislinienabschnitts (sogenannter teil kreisförmiger Detektorbogen) oder entlang einer Kreislinie Single detectors having. It can be provided that the X-ray detectors form an X-ray detector arc along a circular line section (so-called partially circular detector arc) or along a circular line
(sogenannter vollkreisförmiger Detektorbogen) aneinandergereiht angeordnet sind . Der Detektorbogen kann derart angeordnet sein, dass der Mittelpunkt des (so-called fully circular detector arc) are arranged in a row. The detector arc can be arranged such that the center of the
Detektorbogens (d.h. der Krümmungsmittelpunkt des Kreisabschnittes bzw. Kreises) auf der Innenachse liegt, sodass der Detektorbogen konzentrisch zu der Innenachse angeordnet ist. Bei Ausbildung des Hohlraum-Targets mit einer bezüglich einer Symmetrieachse rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche kann z.B. Detector arc (i.e., the center of curvature of the circle) lies on the inner axis so that the detector arc is concentric with the inner axis. When the cavity target is formed with an inner circumferential surface which is rotationally symmetrical with respect to an axis of symmetry, it is possible, e.g.
vorgesehen sein, dass der Mittelpunkt des Detektorbogens auf der Symmetrieachse der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche des Hohlraum-Targets liegt, sodass
der Detektorbogen konzentrisch zu der Symmetrieachse der inneren Mantelfläche angeordnet ist. be provided that the center of the detector arc lies on the axis of symmetry of the rotationally symmetrical inner circumferential surface of the cavity target, so that the detector arc is arranged concentrically to the axis of symmetry of the inner circumferential surface.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Konversionselemente der It can be provided in particular that the conversion elements of
Röntgendetektoren entlang des Kreislinienabschnitts bzw. der Kreislinie X-ray detectors along the circular line section or the circular line
aneinandergereiht angeordnet sind, wobei die Konversionselemente wie vorstehend beschrieben stabförmig ausgebildet sind und mit ihrer Längsrichtung entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung verlaufend angeordnet sind, und wobei die are arranged in a row, wherein the conversion elements are rod-shaped as described above and are arranged to extend with its longitudinal direction along the web plane normal direction, and wherein the
Szintillationslicht-Detektoren jeweils an einem der beiden Längsenden der stabförmigen Konversionselemente angeordnet sind. Scintillation light detectors are each arranged at one of the two longitudinal ends of the rod-shaped conversion elements.
Der Röntgendetektorbogen kann innerhalb oder außerhalb des Target-Innenraums angeordnet sein. Die Röntgenstrahlung wird von der inneren Mantelfläche des Targets in den Target-Innenraum hinein emittiert. Bei Anordnung des Detektorbogens außerhalb des Target-Innenraums ist das Target für die Röntgenstrahlung The X-ray detector arc can be arranged inside or outside the target interior. The X-radiation is emitted from the inner surface of the target into the target interior. When the detector arc is located outside the target interior, the target is for the X-radiation
durchlässig ausgebildet, sodass zumindest ein Teil der darauf auftreffenden permeable, so that at least a part of the incident thereon
Röntgenstrahlung das Target durchläuft. Bei Anordnung des Detektorbogens innerhalb des Target-Innenraums kann ebenfalls vorgesehen sein, dass das Target für die Röntgenstrahlung durchlässig ausgebildet ist (in diesem Fall ist das jedoch nicht zwingend erforderlich). X-ray passes through the target. When the detector arc is arranged within the target interior, it may likewise be provided that the target is made permeable to the x-radiation (in this case, however, this is not absolutely necessary).
Gemäß einer Ausführungsform ist das Target somit derart ausgebildet sein, dass es für die Röntgenstrahlung durchlässig ist (z.B. indem das Target mit einer Thus, in one embodiment, the target is designed to be transmissive to x-ray radiation (e.g., by targeting the target)
entsprechend geringen Dicke bzw. Materialstärke ausgebildet ist). Das Target kann z.B. derart ausgebildet sein, dass die Intensität der Röntgenstrahlung sich beim Durchlaufen des Targets um höchstens 50 % (z.B. höchstens 25 %, bevorzugt höchstens 10 %) vermindert. is formed correspondingly small thickness or material thickness). The target may e.g. be formed such that the intensity of the X-ray radiation as it passes through the target by at most 50% (for example, at most 25%, preferably at most 10%) is reduced.
Die Tomographievorrichtung kann einen Target-Trägerkörper aufweisen, wobei das Target in Form einer Beschichtung bzw. Röntgenerzeugungsschicht auf dem Target- Trägerkörper aufgebracht ist. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass das Hohlkörper- Target mit seiner äußeren Mantelfläche kontaktierend auf dem Target-Trägerkörper aufgebracht ist. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass das Target als (z.B.
rotationssymmetrischer) Hohlkörper mit einer inneren und einer äußeren The tomography device may have a target carrier body, wherein the target is applied in the form of a coating or x-ray generation layer on the target carrier body. It can be provided, for example, that the hollow body target is applied with its outer lateral surface in contact with the target carrier body. It may be provided, for example, that the target as (eg rotationally symmetrical) hollow body with an inner and an outer
Mantelfläche ausgebildet ist, wobei das Target mit seiner äußeren Mantelfläche kontaktierend auf dem Target-Trägerkörper aufgebracht ist. Dabei kann das Target mit einer dünnen Schichtdicke ausgebildet sein, wobei der Target-Trägerkörper zum Stabilisieren des Targets dienen kann. Formed lateral surface, wherein the target is applied with its outer lateral surface contacting on the target carrier body. In this case, the target can be formed with a thin layer thickness, wherein the target carrier body can serve to stabilize the target.
Mittels des Target-Trägerkörpers kann das Target insbesondere als für die By means of the target carrier body, the target can be used in particular as for
Röntgenstrahlung durchlässiges Target ausgebildet sein, indem das Target als Beschichtung mit einer derart dünnen Schichtdicke auf dem Target-Trägerkörper aufgebracht ist, dass die Beschichtung für die Röntgenstrahlung durchlässig ist. In diesem Fall ist der Target-Trägerkörper ebenfalls für die Röntgenstrahlung X-ray transmissive target be formed by the target is applied as a coating with such a thin layer thickness on the target carrier body, that the coating is transparent to the X-radiation. In this case, the target carrier body is also for the X-radiation
durchlässig ausgebildet und kann z.B. aus einem Material mit einer geringeren Kernladungszahl bestehen als das Target. Gemäß einer Ausführungsform weist die Tomographievorrichtung eine Blende zum räumlichen Begrenzen der Röntgenstrahlung auf, wobei die Blende auf Höhe jeder der Bahnebenen eine oder mehrere Durchgangsöffnungen bzw. Durchtrittsöffnungen zum Hindurchtreten der Röntgenstrahlung aufweist, und wobei die Blende auf Höhe zwischen den Bahnebenen jeweils Abschirmabschnitte (in Form von permeable and may e.g. made of a material having a lower atomic number than the target. According to one embodiment, the tomography device has a diaphragm for spatially limiting the X-ray radiation, wherein the diaphragm has one or more through openings for the passage of the X-radiation at the level of each of the track planes, and the diaphragm at the height between the track planes respectively shielding sections (in shape from
Materialabschnitten, z.B. in Form von Materialstegen) zum Abschirmen der Material sections, e.g. in the form of material webs) for shielding the
Röntgenstrahlung aufweist. Die Blende weist somit entlang der Bahnebenen- Normalenrichtung abwechselnd Durchtrittsöffnungen und Abschirmabschnitte auf, wobei in jeder Bahnebene eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen angeordnet sind und wobei zwischen den Bahnebenen jeweils ein Abschirmabschnitt angeordnet ist. Die Blende kann zudem derart ausgebildet sein, dass entlang der Normalenrichtung beidseitig jeder Durchtrittssöffnung ein Abschirmabschnitt angeordnet ist. X-radiation has. The panel thus has, along the Bahnebenen- normal direction alternately through openings and Abschirmabschnitte, wherein in each orbit plane one or more passage openings are arranged and wherein between the track planes in each case a shielding section is arranged. The diaphragm can also be designed such that a shielding section is arranged on each side of each passage opening along the normal direction.
Die Blende ist im Strahlengang der Röntgenstrahlung derart zwischen dem Target und der Detektorvorrichtung angeordnet, dass die an dem Target emittierte The diaphragm is arranged in the beam path of the X-ray radiation between the target and the detector device in such a way that it emits light emitted at the target
Röntgenstrahlung erst nach dem Passieren der Blende auf die Röntgendetektoren trifft. Mittels der Blende kann der Öffnungswinkel bzw. die Divergenz der X-rays only after passing through the aperture meets the X-ray detectors. By means of the aperture, the opening angle or the divergence of the
Röntgenstrahlung reduziert werden, sodass die Blende sozusagen als Begrenzer für die Röntgenstrahlung wirkt, wodurch eine höhere Abbildungsqualität möglich ist.
Bei Ausbildung des Targets als Hohlkörper-Target mit einer um eine Innenachse umlaufenden inneren Mantelfläche kann vorgesehen sein, die Blende kreisförmig bzw. ringförmig um die Innenachse umlaufend auszubilden und konzentrisch zu der Innenachse anzuordnen. Demgemäß kann die ringförmige Blende derart angeordnet sein, dass ihre Ringachse mit der Innenachse zusammenfällt. X-rays are reduced, so that the aperture acts as a kind of limiter for the X-ray radiation, whereby a higher image quality is possible. When the target is designed as a hollow-body target with an inner circumferential surface running around an inner axis, it is possible to form the diaphragm in a circular or annular manner around the inner axis and to arrange it concentrically with respect to the inner axis. Accordingly, the annular aperture may be arranged such that its ring axis coincides with the inner axis.
Bei Ausbildung des Targets als Hohlkörper-Target mit einer bezüglich einer When forming the target as a hollow body target with respect to a
Symmetrieachse rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche kann z.B. Symmetry axis rotationally symmetrical inner circumferential surface may e.g.
vorgesehen sein, die Blende kreisförmig bzw. ringförmig um die Symmetrieachse umlaufend auszubilden und konzentrisch zu der Symmetrieachse (und somit auch zu der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche) anzuordnen. D.h. demgemäß ist die ringförmige Blende derart angeordnet, dass ihre Ringachse mit der be provided to form the aperture circular or annular around the axis of symmetry circumferentially and concentric with the axis of symmetry (and thus also to the rotationally symmetrical inner lateral surface) to arrange. That Accordingly, the annular aperture is arranged such that its ring axis with the
Symmetrieachse der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche des Targets zusammenfällt. Die ringförmige Blende wird auch als Ringblende bezeichnet. Symmetry axis of the rotationally symmetrical inner lateral surface of the target coincides. The annular aperture is also referred to as ring aperture.
Indem die ringförmige Blende konzentrisch zu der Innenachse angeordnet ist, werden von ihr der Target-Innenraum und somit auch der darin ausgebildete By the annular diaphragm is arranged concentrically to the inner axis, from her the target interior and thus also the formed therein
Aufnahmeraum umlaufend umschlossen, sodass unabhängig von der Enclosed around recording room, so regardless of the
Umfangsposition des Röntgenbrennflecks eine Blendenwirkung sichergestellt ist. Circumferential position of the X-ray focal spot a dazzling effect is ensured.
Die Ringblende kann innerhalb oder außerhalb des Target-Innenraums angeordnet sein. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass der Detektorbogen außerhalb des Target- Innenraums angeordnet ist und die Ringblende auf einem Umfang zwischen dem Target-Hohlkörper und dem Detektorbogen verlaufend außerhalb des Target- Innenraums angeordnet ist (wobei das Target für die Röntgenstrahlung durchlässig ist). Gemäß einer Ausführungsform ist die Blende kreisringförmig ausgebildet und außerhalb des Targets konzentrisch zu der Innenachse angeordnet, wobei der Detektorbogen außerhalb der Blende konzentrisch zu der Innenachse angeordnet ist (wobei das Target für die Röntgenstrahlung durchlässig ist). Gemäß einer The ring shield may be located inside or outside the target interior. It can e.g. Provision is made for the detector arc to be arranged outside the target interior and for the annular diaphragm to be arranged on a circumference between the target hollow body and the detector arc outside the target interior (the target being permeable to the x-ray radiation). According to one embodiment, the diaphragm is annular and arranged outside the target concentric to the inner axis, wherein the detector arc is arranged outside the diaphragm concentric with the inner axis (the target is transparent to the X-ray radiation). According to one
Ausführungsform mit einem Hohlkörper-Target mit einer bezüglich einer Embodiment with a hollow body target with respect to a
Symmetrieachse rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche ist somit die Blende kreisringförmig ausgebildet und außerhalb des Targets konzentrisch zu der
Symmetrieachse angeordnet, wobei der Detektorbogen außerhalb der Blende konzentrisch zu der Symmetrieachse angeordnet ist (wobei das Target für die Symmetryeachse rotationally symmetrical inner lateral surface is thus formed the aperture circular and outside the target concentric to the Symmetryeachse arranged, wherein the detector arc is arranged outside the diaphragm concentric with the axis of symmetry (wherein the target for the
Röntgenstrahlung durchlässig ist). Als ein anderes Beispiel kann vorgesehen sein, dass der Detektorbogen außerhalb des Target-Innenraums angeordnet ist und die Ringblende innerhalb des Target- Innenraums angeordnet ist (wobei das Target für die Röntgenstrahlung durchlässig ist). Bei dieser Ausgestaltung wird die Blende von der Röntgenstrahlung vor dem Auftreffen auf dem Detektorbogen zweimal durchlaufen, wodurch eine höhere Abbildungsqualität ermöglicht werden kann. X-radiation is permeable). As another example, it may be provided that the detector arc is located outside of the target interior and the annulus is located within the target interior (the target being transmissive to the x-ray radiation). In this embodiment, the aperture of the X-ray radiation is passed through twice before impinging on the detector arc, whereby a higher imaging quality can be made possible.
Gemäß einer Ausführungsform besteht das Detektorelement jedes der In one embodiment, the detector element is each of the
Röntgendetektoren (vollständig) aus Szintillatormaterial, d.h. aus einem Material, von dem bei darauf auftreffender Röntgenstrahlung mittels Szintillation Szintillationslicht erzeugt wird. X-ray detectors (complete) of scintillator material, i. of a material from which scintillation light is generated by scintillation of incident X-ray radiation thereon.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist jedes der Detektorelemente entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung abwechselnd Abschnitte mit Szintillatormaterial und Abschnitte ohne Szintillatormaterial auf. Derartige, in Sandwichbauweise ausgeführte Detektorelemente werden auch als alternierende Detektorelemente bzw. alternierende Konversionselemente bezeichnet. According to another embodiment, each of the detector elements along the web plane normal direction alternately comprises sections with scintillator material and sections without scintillator material. Such designed in sandwich construction detector elements are also referred to as alternating detector elements or alternating conversion elements.
Die Abschnitte mit Szintillatormaterial werden auch als Szintillationsabschnitte bezeichnet. Jeder der Szintillationsabschnitte weist Szintillatormaterial auf. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Szintillationsabschnitte vollständig aus The sections of scintillator material are also referred to as scintillation sections. Each of the scintillation sections has scintillator material. It can e.g. be provided that the scintillation sections completely off
Szintillatormaterial bestehen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Scintillator material exist. Alternatively, it can be provided that the
Szintillationsabschnitte lediglich teilweise aus Szintillatormaterial bestehen, z.B. Scintillation sections consist only partly of scintillator material, e.g.
indem jeder Szintillationsabschnitt eine Außenschicht bzw. Oberflächenschicht aus Szintillatormaterial aufweist. in that each scintillation section has an outer layer or surface layer of scintillator material.
Die Abschnitte ohne Szintillatormaterial sind nicht szintillationsaktiv und werden auch als Passivabschnitte bezeichnet. Die Passivabschnitte bestehen aus einem Material, das durchlässig bzw. optisch klar für das Szintillationslicht ist. Die Passivabschnitte
bestehen somit aus einem Lichtleitmatehal, von dem das in den The sections without scintillator material are not scintillating and are also referred to as passive sections. The passive sections are made of a material which is transparent or optically clear to the scintillation light. The passive sections thus consist of a Lichtleitmatehal, of which in the
Szintillationsabschnitten generierte Szintillationslicht weitergeleitet bzw. Scintillation sections generated scintillation light forwarded or
hindurchgeleitet wird. Das Lichtleitmaterial kann z.B. eine geringere Kernladungszahl aufweisen als das Szintillatormaterial. is passed through. The light-guiding material may e.g. have a lower atomic number than the scintillator material.
Es kann z.B. vorgesehen sein, dass jedes der Detektorelemente auf Höhe jeder der Bahnebenen einen (szintillatationsaktiven) Szintillationsabschnitt aufweist und auf Höhe zwischen den Bahnebenen jeweils einen (nicht szintillationsaktiven) It can e.g. be provided that each of the detector elements at the level of each of the track planes has a (scintillation-active) scintillation section and at the level between the track planes one (not scintillation active)
Passivabschnitt aufweist. Gemäß dieser Ausführung weist jedes der Passive section has. According to this embodiment, each of the
Detektorelemente entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung abwechselnd Detector elements along the Bahnenbenen-normal direction alternately
Szintillationsabschnitte und Passivabschnitte derart auf, dass in jeder Bahnebene ein Szintillationsabschnitt angeordnet ist und zwischen den Bahnebenen jeweils ein Passivabschnitt angeordnet ist. Demgemäß kann die von den Detektorelementen erfasste Röntgenstrahlung mittels der Detektorelemente selbst räumlich auf die Ausdehnung der Szintillationsabschnitte entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung begrenzt werden, wodurch sozusagen mittels des Detektorelements selbst eine Blendenwirkung erzielbar ist. Scintillation sections and passive sections in such a way that in each track plane, a scintillation section is arranged and between the track planes each a passive section is arranged. Accordingly, the X-ray radiation detected by the detector elements can be spatially limited to the extent of the scintillation sections along the web plane normal direction by means of the detector elements, so that, as it were, an aperture effect can be achieved by means of the detector element itself.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass jedes der According to another embodiment, it is provided that each of the
Detektorelemente auf Höhe jeder der Bahnebenen einen (nicht szintillationsaktiven) Passivabschnitt aufweist und auf Höhe zwischen den Bahnebenen jeweils einen Szintillationsabschnitt aufweist. Gemäß dieser Ausführung weist jedes der Detector elements at the level of each of the orbital planes has a (non-scintillation-active) passive section and at height between the track planes each having a scintillation section. According to this embodiment, each of the
Detektorelemente entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung abwechselnd Detector elements along the Bahnenbenen-normal direction alternately
Szintillationsabschnitte und Passivabschnitte derart auf, dass in jeder Bahnebene ein Passivabschnitt angeordnet ist und zwischen den Bahnebenen jeweils ein Scintillation sections and passive sections in such a way that in each track plane, a passive section is arranged and between the track planes one each
Szintillatinsabschnitt angeordnet ist. Gemäß dieser Ausführung kann zudem jedes Detektorelement derart ausgebildet sein, dass entlang der Bahnebenen- Normalenrichtung beidseitig eines jeden Passivabschnittes ein Szintillationsabschnitt angeordnet ist. Scintillatinsabschnitt is arranged. According to this embodiment, moreover, each detector element can be designed in such a way that a scintillation section is arranged on both sides of each passive section along the web plane normal direction.
Es kann z.B. vorgesehen sein, dass das Target als Hohlraum-Target mit einer um eine Innenachse umlaufenden inneren Mantelfläche ausgebildet ist, wobei die Röntgendetektoren unter Ausbildung eines vollkreisförmigen Detektorbogens
angeordnet sind, der konzentrisch zu der Innenachse innerhalb des von der inneren Mantelfläche definierten Target-innenraums angeordnet ist, und wobei jedes der Detektorelemente auf Höhe jeder der Bahnebenen einen (nicht szintillationsaktiven) Passivabschnitt aufweist und auf Höhe zwischen den Bahnebenen jeweils einen Szintillationsabschnitt aufweist. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass das Target als Hohlraum-Target mit einer bezüglich einer Symmetrieachse rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche zum Auftreffen des Elektronenstrahls darauf ausgebildet ist, wobei die Röntgendetektoren unter Ausbildung eines vollkreisförmigen It can be provided, for example, that the target is designed as a cavity target with an inner circumferential surface running around an inner axis, wherein the X-ray detectors form a fully circular detector arc are arranged, which is arranged concentrically to the inner axis within the defined by the inner circumferential surface target interior, and wherein each of the detector elements at the level of each of the orbital planes has a (non-scintillation active) passive portion and at height between the orbital planes each having a scintillation section. It can be provided, for example, that the target is designed as a cavity target with an axis of rotation symmetrical with respect to an inner circumferential surface for impinging the electron beam thereon, wherein the X-ray detectors to form a fully circular
Detektorbogens angeordnet sind, der konzentrisch zu der Symmetrieachse innerhalb des von der inneren Mantelfläche definierten Target-Innenraums angeordnet ist, und wobei jedes der Detektorelemente auf Höhe jeder der Bahnebenen einen (nicht szintillationsaktiven) Passivabschnitt aufweist und auf Höhe zwischen den Detector arc are arranged, which is arranged concentric with the axis of symmetry within the defined by the inner circumferential surface target interior, and wherein each of the detector elements at the level of each of the orbital planes has a (non-scintillation active) passive section and at height between the
Bahnebenen jeweils einen Szintillationsabschnitt aufweist. Der zur Unterbringung des Untersuchungsobjekts vorgesehene Aufnahmeraum befindet sich dabei innerhalb des von dem vollkreisförmigen Detektorbogen definierten Hohlraums. Bahnenbenen each having a scintillation section. The receiving space provided for accommodating the examination subject is located within the cavity defined by the fully circular detector arc.
Gemäß dieser Ausgestaltung wird die Röntgenstrahlung von der inneren According to this embodiment, the X-ray radiation from the inner
Mantelfläche in den Target-Innenraum hinein emittiert. Vor dem Erreichen des Aufnahmeraumes (bzw. des darin aufgenommenen Untersuchungsobjekts) durchläuft die Röntgenstrahlung den Detektorbogen, wobei die Röntgenstrahlung innerhalb einer Bahnebene von den auf Höhe dieser Bahnebene angeordneten Passivabschnitten der Detektorelemente hindurchgelassen wird, jedoch von den beidseitig angrenzenden Szintillationsabschnitten stark geschwächt wird (da in diesen Szintillationsabschnitten die Röntgenstrahlung in Szintillationslicht Jacket surface emitted into the target interior inside. Before reaching the receiving space (or the examination object received therein), the X-radiation passes through the detector arc, wherein the X-ray radiation is transmitted within a web plane of the arranged at the level of this orbital plane passive sections of the detector elements, but greatly weakened by the adjacent scintillation sections (da These scintillation sections, the X-rays in scintillation light
umgewandelt wird). Dadurch wird die Röntgenstrahlung vor Erreichen des is converted). As a result, the X-radiation before reaching the
Untersuchungsobjekts räumlich begrenzt, wodurch die Abbildungsqualität verbessert werden kann. Anschließend durchstrahlt die derart räumlich eingegrenzte Spatially limited examination object, whereby the image quality can be improved. Subsequently, the spatially delimited
Röntgenstrahlung das Untersuchungsobjekt und die von dem Untersuchungsobjekt geschwächte Strahlung trifft nochmals auf den Detektorbogen, wobei sie von den diesseitigen Röntgendetektoren erfasst wird. Mittels der erfassenden alternierenden Detektorelemente wird die erfasste Röntgenstrahlung wie vorstehend erläutert nochmals auf die Ausdehnung der Szintillationsabschnitte entlang der Bahnebenen- Normalenrichtung räumlich begrenzt, wodurch die Abbildungsqualität nochmals
verbessert werden kann . Bei dieser Ausgestaltung verläuft die zur Abbildung verwendete Röntgenstrahlung nicht exakt in der jeweiligen Bahnebene, sondern in einem (kleinen) Winkel dazu. Die Tomographievorrichtung kann eine Vakuumkammer aufweisen, innerhalb derer der Elektronenstahl geführt wird. Die Tomographievorrichtung kann derart X-ray radiation, the examination object and the radiation weakened by the examination subject strikes again on the detector arc, wherein it is detected by the present-day X-ray detectors. By means of the detecting alternating detector elements, as already explained above, the detected X-ray radiation is spatially limited again to the extent of the scintillation sections along the plane of the normal plane of the web, whereby the imaging quality is improved again can be improved. In this embodiment, the X-ray radiation used for imaging does not run exactly in the respective orbital plane, but in a (small) angle thereto. The tomography device may include a vacuum chamber within which the electron beam is guided. The tomography device may be so
ausgebildet sein, dass der Elektronenstrahl in der Vakuumkammer geführt wird, wobei das Target innerhalb der Vakuumkammer angeordnet ist. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Mittel zum Erzeugen des Elektronenstrahls und/oder die Ablenkvorrichtung und/oder die Röntgendetektoren und/oder die Blende innerhalb der Vakuumkammer angeordnet sind. be formed such that the electron beam is guided in the vacuum chamber, wherein the target is disposed within the vacuum chamber. In addition, it can be provided that the means for generating the electron beam and / or the deflection device and / or the X-ray detectors and / or the diaphragm are arranged within the vacuum chamber.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf d beiliegenden Figuren veranschaulicht, wobei gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind; hierbei zeigen schematisch: The invention is illustrated below with reference to embodiments with reference to the accompanying figures, wherein the same or similar features are provided with the same reference numerals; Here are shown schematically:
Figur 1 eine seitliche Schnittdarstellung einer Tomographievorrichtung gemäß einer Ausführungsform; Figure 1 is a side sectional view of a tomography device according to an embodiment;
Figur 2 eine Schnittdarstellung der Tomographievorrichtung nach Figur 1 in Figure 2 is a sectional view of the tomography device of Figure 1 in
Draufsicht; und Top view; and
Figur 3 eine seitliche Schnittdarstellung einer Tomographievorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform. Figure 3 is a side sectional view of a tomography device according to another embodiment.
Die Figuren 1 und 2 zeigen schematisch eine Tomographievorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform. Die Tomographievorrichtung 1 weist einen Aufnahmeraum 3 auf, in dem ein abzubildendes Untersuchungsobjekt 5 aufgenommen ist. Die Figures 1 and 2 show schematically a tomography device 1 according to one embodiment. The tomography device 1 has a receiving space 3, in which an examination object 5 to be imaged is accommodated. The
Tomographievorrichtung 1 weist Mittel 7 zum Erzeugen eines Elektronenstrahls 9 und eine elektronenoptische Ablenkvorrichtung 11 zum Ablenken des Tomography device 1 comprises means 7 for generating an electron beam 9 and an electron-optical deflection device 11 for deflecting the
Elektronenstrahls 9 auf. Electron beam 9 on.
Die Tomographievorrichtung 1 weist zudem ein Target 13 auf. Das Target 13 ist als Hohlkörper mit einer inneren Mantelfläche 15 ausgeführt, wobei die innere The tomography device 1 also has a target 13. The target 13 is designed as a hollow body with an inner circumferential surface 15, wherein the inner
Mantelfläche 15 rotationssymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse 17 ist. Die
innere Mantelfläche 15 wird auch als Innenseite 15 des Targets 13 bezeichnet. Das Target 13 ist als (bezüglich der Symmetrieachse 17) rotationssymmetrischer Lateral surface 15 is rotationally symmetrical with respect to the symmetry axis 17. The inner lateral surface 15 is also referred to as the inner side 15 of the target 13. The target 13 is rotationally symmetrical (with respect to the axis of symmetry 17)
Hohlkegelstumpf ausgebildet (auch als trichterförmiges Target bezeichnet). Die Symmetrieachse 17 verläuft parallel zu der z-Achse des in den Figuren dargestellten kartesischen xyz-Koordinatensystems. Der von dem Target 13 gebildete Hollow truncated cone formed (also referred to as a funnel-shaped target). The symmetry axis 17 runs parallel to the z-axis of the Cartesian xyz coordinate system shown in the figures. The formed by the target 13
Hohlkegelstumpf verjüngt sich in negativer z-Richtung, d.h. der Durchmesser des von dem Target 13 gebildeten Hohlkegelstumpfes nimmt mit zunehmendem Abstand von dem Elektronenstrahlerzeuger 9 ab. Das Target 13 kann z.B. optional in Form einer Beschichtung auf einem Target-Trägerkörper 19 aufgebracht sein. Die innere Mantelfläche 15 des Targets 13 definiert einen auch als Target-Innenraum Hollow truncated cone tapers in the negative z direction, i. the diameter of the hollow truncated cone formed by the target 13 decreases with increasing distance from the electron gun 9. The target 13 may e.g. optionally be applied in the form of a coating on a target carrier body 19. The inner circumferential surface 15 of the target 13 also defines a target interior
bezeichneten Hohlraum, innerhalb dessen der Aufnahmeraum 3 angeordnet ist. designated cavity, within which the receiving space 3 is arranged.
Die Tomographievorrichtung 1 weist zudem eine Steuervorrichtung 21 auf, die mit der Ablenkvorrichtung 11 verbunden ist und zum Ansteuern der Ablenkvorrichtung 11 mittels Steuerungsdaten ausgebildet ist. Die Ablenkvorrichtung 11 wird von derThe tomography device 1 also has a control device 21, which is connected to the deflection device 11 and is designed to control the deflection device 11 by means of control data. The deflection device 11 is of the
Steuervorrichtung 21 mittels entsprechender Steuersignale derart angesteuert, dass der Elektronenstrahl 9 an einem Auftreffpunkt 23 auf dem Target 13 auftrifft, und dass der Auftreffpunkt 23 nacheinander mehrere Bahnen in unterschiedlichen Ebenen auf dem Target 13 beschreibt. Der Auftreffpunkt 23 des Elektronenstrahls auf dem Target 13 wird auch als Röntgenbrennfleck bezeichnet, die von dem Auftreffpunkt 23 durchlaufenen Bahnen werden auch als Brennfleckbahnen bezeichnet. Der Control device 21 is controlled by means of appropriate control signals such that the electron beam 9 impinges on a hit point 23 on the target 13, and that the impact point 23 successively describes a plurality of webs in different planes on the target 13. The point of incidence 23 of the electron beam on the target 13 is also referred to as an X-ray focal spot, the paths traversed by the impact point 23 are also referred to as focal spot paths. Of the
Elektronenstrahl 9 ist innerhalb eines Vakuums in einer Vakuumkammer 24 geführt. Electron beam 9 is guided within a vacuum in a vacuum chamber 24.
Die Steuervorrichtung 21 ist zum Ansteuern der Ablenkvorrichtung 11 mittels entsprechender Steuerungsdaten derart ausgebildet, dass der Elektronenstrahl 9 an einem Auftreffpunkt 23 auf der inneren Mantelfläche 15 des Targets 13 auftrifft und der Auftreffpunkt 23 nacheinander entlang mehrerer kreisförmiger Bahnen (auch als Kreisbahnen bezeichnet) geführt wird, die auf der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche 15 verlaufen. Die Bewegung des Elektronenstrahl-Auftreffpunktes 23 entlang Kreisbahnen ist in Figur 1 durch den kreisförmigen Pfeil 30 veranschaulicht. Jede der Kreisbahnen liegt in einer anderen, senkrecht zur z-Richtung (und somit auch senkrecht zur Symmetrieachse 17) verlaufenden Ebene. Alle diese Ebenen weisen die z-Richtung als gemeinsame Normalenrichtung auf und sind entlang
dieser Normalenrichtung jeweils in einem Abstand zueinander angeordnet. In Figur 1 sind als Beispiel vier Ebenen 25, 27, 29 und 31 veranschaulicht, sodass der The control device 21 is designed to drive the deflection device 11 by means of corresponding control data in such a way that the electron beam 9 impinges on an impact point 23 on the inner circumferential surface 15 of the target 13 and the impact point 23 is guided successively along a plurality of circular paths (also referred to as circular paths). which run on the rotationally symmetrical inner lateral surface 15. The movement of the electron beam impingement point 23 along circular paths is illustrated in FIG. 1 by the circular arrow 30. Each of the circular paths is located in another, perpendicular to the z-direction (and thus also perpendicular to the axis of symmetry 17) extending plane. All these planes have the z-direction as a common normal direction and are along This normal direction is arranged at a distance from each other. In Figure 1, four levels 25, 27, 29 and 31 are exemplified, so that the
Auftreffpunkt 23 nacheinander entlang von vier Kreisbahnen geführt wird, wobei sich gemäß Figur 1 der Auftreffpunkt 23 in der Ebene 27 befindet. Impact point 23 is guided in succession along four circular paths, wherein according to Figure 1, the impact point 23 is located in the plane 27.
An dem Auftreffpunkt 23 des Elektronenstrahls 9 auf dem Target 13 entsteht At the impact point 23 of the electron beam 9 on the target 13 is formed
Röntgenstrahlung 32, die von dem Auftreffpunkt 23 aus fächerförmig in den Target- Innenraum hinein emittiert wird (in Figur 1 schematisch veranschaulicht durch die beiden Randstrahlen des Strahlungsfächers 32). Die Röntgenstrahlung 32 durchläuft den innerhalb des Target-Innenraums angeordneten Aufnahmeraum 3 und das darin aufgenommene Untersuchungsobjekt 5. X-ray radiation 32, which is emitted fan-shaped from the point of impact 23 into the target interior (illustrated schematically in FIG. 1 by the two marginal rays of the radiation fan 32). The X-ray radiation 32 passes through the receiving space 3 arranged within the target interior and the examination object 5 received therein.
Bei der Ausführung nach den Figuren 1 und 2 ist das Target 13 für die In the embodiment of Figures 1 and 2, the target 13 for the
Röntgenstrahlung 32 durchlässig ausgebildet. Das Target 13 kann z.B. mit einer derart geringen Schicktdicke ausgebildet sein, dass sich die Intensität der X-ray radiation 32 formed permeable. The target 13 may e.g. be formed with such a small Schicktdicke that the intensity of the
Röntgenstrahlung 32 beim Durchlaufen des Targets 13 um höchstens 50 % (z.B. höchstens 25 %, bevorzugt höchstens 10 %) vermindert. Bei Vorhandensein eines Target-Trägerkörpers 19 ist dieser aus einem Material mit einer geringeren X-ray radiation 32 when passing through the target 13 by at most 50% (for example, at most 25%, preferably at most 10%) is reduced. In the presence of a target carrier body 19, this is made of a material with a lower
Kernladungszahl als das Target 13, wobei der Target-Trägerkörper 19 ebenfalls durchlässig für die Röntgenstrahlung 32 ausgebildet ist. Nuclear charge number as the target 13, wherein the target carrier body 19 is also formed permeable to the X-ray radiation 32.
Die Tomographievorrichtung 1 weist eine Detektorvorrichtung 33 auf. Die The tomography device 1 has a detector device 33. The
Detektorvorrichtung 33 weist mehrere Röntgendetektoren 35 auf. Die Detector device 33 has a plurality of X-ray detectors 35. The
Röntgendetektoren 35 liegen in Form von Einzeldetektoren 35 vor und werden daher auch als Röntgeneinzeldetektoren 35 bezeichnet. X-ray detectors 35 are in the form of individual detectors 35 and are therefore also referred to as X-ray single detectors 35.
Jeder der Röntgendetektoren 35 weist ein Detektorelement 37 auf, das sich entlang der Normalenrichtung der Bahnebenen 25, 27, 29, 31 über alle diese Bahnebenen hinweg erstreckt. Jedes der Detektorelemente 37 weist Szintillatormaterial auf, d.h. Material von dem bei darauf auftreffender Röntgenstrahlung mittels Szintillation Szintillationslicht erzeugt wird. Da von den Detektorelementen 37 Röntgenstrahlung in Szintillationslicht konvertiert wird, werden die Detektorelemente 37 auch als Konversionselemente 37 bezeichnet. Bei der Ausführung nach Figur 1 besteht jedes
der Detektorelemente 37 vollständig aus Szintillatormaterial. Each of the X-ray detectors 35 has a detector element 37 which extends along the normal direction of the web planes 25, 27, 29, 31 across all these web planes. Each of the detector elements 37 has scintillator material, ie, material from which X-radiation incident thereon is generated by scintillation scintillation light. Since X-ray radiation is converted into scintillation light by the detector elements 37, the detector elements 37 are also referred to as conversion elements 37. In the embodiment of Figure 1, each the detector elements 37 entirely of scintillator material.
Jedes Detektorelement 37 erstreckt sich entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung (z-Richtung) über alle Bahnebenen 25, 27, 29, 31 hinweg, d.h. erstreckt sich mindestens von der Bahnebene 31 mit der kleinsten z- Koordinate bis zu der Each detector element 37 extends along the orbital plane normal direction (z-direction) across all orbital planes 25, 27, 29, 31, i. extends at least from the web plane 31 with the smallest z-coordinate to the
Bahnebene 25 mit der größten z-Koordinate (vorliegend erstrecken sich die Orbital plane 25 with the largest z-coordinate (in this case extend the
Detektorelemente 37 sogar über die beiden äußeren Bahnebenen 31 und 25 hinaus). Jedes Detektorelement 37 ist somit derart dimensioniert und angeordnet, dass seine Ausdehnung entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung (z-Richtung) mindestens so groß ist wie der Abstand zwischen den beiden äußeren Bahnebenen 25 und 31 entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung (z-Richtung), und dass es sich Detector elements 37 even beyond the two outer track planes 31 and 25). Each detector element 37 is thus dimensioned and arranged such that its extent along the web plane normal direction (z direction) is at least as great as the distance between the two outer web planes 25 and 31 along the web plane normal direction (z direction), and that's it
mindestens von der ersten Randebene 31 bis zu der zweiten Randebene 25 erstreckt. Des Weiteren weist jeder der Röntgendetektoren 35 einen Lichtdetektor 39 auf, der zum Erfassen des Szintillationslichts und Erzeugen eines Detektorsignals basierend auf dem erfassten Szintillationslicht ausgebildet ist. Die Lichtdetektoren 39 werden auch als Szintillationslicht-Detektoren 39 bezeichnet. Vorliegend sind die extends at least from the first edge plane 31 to the second edge plane 25. Furthermore, each of the X-ray detectors 35 has a light detector 39 configured to detect the scintillation light and generate a detection signal based on the detected scintillation light. The light detectors 39 are also referred to as scintillation light detectors 39. Present are the
Lichtdetektoren 39 z.B. Fotodioden. Light detectors 39 e.g. Photodiodes.
Vorliegend ist jedes der Detektorelemente 37 stabförmig ausgebildet und mit seiner Längsrichtung entlang der Normalenrichtung der Bahnebenen 25, 27, 29, 31 (also entlang der z-Richtung) verlaufend angeordnet. Jedes der stabförmigen In the present case, each of the detector elements 37 is rod-shaped and arranged with its longitudinal direction along the normal direction of the web planes 25, 27, 29, 31 (ie along the z-direction) running. Each of the rod-shaped
Detektorelemente 37 weist an jedem seiner beiden Längsenden eine Stirnfläche auf. Der Szintillationslicht-Detektor 39 jedes Rontgendetektors 35 ist an einem der beiden Längsenden des zugehörigen Detektorelements 37 angeordnet, als Beispiel an der dem Elektronenstrahl 9 abgewandten Stirnfläche des Detektorelements 37. Detector elements 37 has an end face at each of its two longitudinal ends. The scintillation light detector 39 of each X-ray detector 35 is arranged on one of the two longitudinal ends of the associated detector element 37, as an example on the end face of the detector element 37 facing away from the electron beam 9.
Jedes der Detektorelemente 37 weist an seiner Außenfläche eine Verspiegelung 41 auf, die zum Reflektieren des Szintillationslichts ausgebildet ist, wobei die Each of the detector elements 37 has on its outer surface a reflective coating 41, which is designed to reflect the scintillation light, wherein the
Verspiegelung 41 die Außenfläche des Detektorelements 37 bis auf einen als Mirroring 41, the outer surface of the detector element 37 to one as
Austrittsfenster für das Szintillationslicht fungierenden Abschnitt bedeckt. Vorliegend bedeckt die Verspiegelung 41 jedes Dektektorelements 37 dessen Außenfläche bis
auf die dem Elektronenstrahl 9 abgewandte Stirnfläche, an welcher der Exit window for the scintillation light acting section covered. In the present case, the reflective coating 41 of each detector element element 37 covers its outer surface on the electron beam 9 facing away from the end face, on which the
Szintillationslicht-Detektor 39 angeordnet ist. Die Verspiegelung 41 kann z.B. in Form einer reflektierenden Beschichtung ausgebildet sein (z.B. als dichroitischer Spiegel oder als Metallbeschichtung). Scintillation light detector 39 is arranged. The mirror coating 41 may e.g. be formed in the form of a reflective coating (e.g., as a dichroic mirror or as a metal coating).
Die Röntgendetektoren 35 sind unter Ausbildung eines vollkreisförmigen The X-ray detectors 35 are to form a fully circular
Detektorbogens 43 entlang einer Kreislinie aneinandergereiht angeordnet, wobei der Detektorbogen 43 außerhalb des Targets 13 konzentrisch zu der Symmetrieachse 17 angeordnet ist. Der Detektorbogen 43 ist somit um das Target 13 umlaufend konzentrisch zu der Symmetrieachse 17 und dem Target 13 angeordnet. Detector arc 43 arranged along a circular line juxtaposed, wherein the detector arc 43 is disposed outside of the target 13 concentric with the axis of symmetry 17. The detector arc 43 is thus arranged around the target 13 circumferentially concentric with the axis of symmetry 17 and the target 13.
Die Tomographievorrichtung 1 weist eine kreisförmige Blende 45 auf. Die Blende 45 weist auf Höhe jeder der Ebenen 25, 27, 29, 31 eine Durchgangsöffnung bzw. The tomography device 1 has a circular aperture 45. The aperture 45 has at the level of each of the levels 25, 27, 29, 31 a passage opening or
Durchtrittsöffnung 47 zum Hindurchtreten der Röntgenstrahlung 32 auf. Die Blende 45 weist zudem auf Höhe zwischen den Ebenen 25, 27, 29, 31 jeweils einen Passage opening 47 for the passage of the X-ray radiation 32. The aperture 45 also has at height between the levels 25, 27, 29, 31 each one
Abschirmabschnitt 49 zum Abschirmen der Röntgenstrahlung 32 auf. Zudem ist die Blende 45 derart ausgebildet, dass jede Durchtrittsöffnung 47 entlang der Shielding portion 49 for shielding the X-ray radiation 32. In addition, the aperture 45 is formed such that each passage opening 47 along the
Bahnebenen-Normalenrichtung beidseitig von einem Abschirmabschnitt 49 begrenzt ist. Die kreisförmige Blende 45 ist auf einem Umfang zwischen dem Target 13 und dem Detektorbogen 43 verlaufend angeordnet, und zwar konzentrisch zu der Symmetrieachse 17 bzw. dem Target 13, sodass die ringförmige Blende 45 außerhalb des Targets 13 konzentrisch zu der Symmetrieachse 17 angeordnet ist und der Detektorbogen 43 außerhalb der Blende 45 konzentrisch zu der Bahnenbenen-normal direction is bounded on both sides by a shield 49. The circular aperture 45 is arranged extending on a circumference between the target 13 and the detector arc 43, concentric with the axis of symmetry 17 or the target 13, so that the annular aperture 45 is arranged outside the target 13 concentric with the axis of symmetry 17 and the Detector arc 43 outside the aperture 45 concentric with the
Symmetrieachse 17 angeordnet ist. Symmetryeachse 17 is arranged.
Figur 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Tomographievorrichtung 1 nach Figur 1 in einer Draufsicht, wobei insbesondere die Anordnung des FIG. 2 shows a schematic sectional view of the tomography apparatus 1 according to FIG. 1 in a plan view, wherein in particular the arrangement of the
Detektorbogens 43 und der Ringblende 45 konzentrisch zu der Symmetrieachse 17 der inneren Mantelfläche 15 des Targets 13 ersichtlich ist. In Figur 2 ist exemplarisch eine Kreisbahn 51 (hier als Beispiel die in der Ebene 27 verlaufende Kreisbahn) des Elektronenstrahl-Auftreffpunktes 23 dargestellt. An dem Elektronenstrahl- Auftreffpunkt 23 wird Röntgenstrahlung 32 fächerförmig emittiert, wobei in Figur 2 die beiden Randstrahlen des Strahlungsfächers 32 schematisch veranschaulicht sind.
Der Elektronenstrahl 9 trifft jeweils in einer der Ebenen 25, 27, 29, 31 auf das Target 13, wobei an dem Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 Röntgenstrahlung 32 in den Target-Innenraum und somit auch in den Aufnahmeraum 3 emittiert wird. Die Detector arc 43 and the annular aperture 45 is concentric with the axis of symmetry 17 of the inner circumferential surface 15 of the target 13 can be seen. FIG. 2 shows by way of example a circular path 51 (here as an example the circular path running in plane 27) of the electron beam impingement point 23. At the electron beam impingement point 23, X-ray radiation 32 is emitted fan-shaped, wherein in FIG. 2 the two marginal rays of the radiation fan 32 are schematically illustrated. The electron beam 9 strikes the target 13 in each case in one of the planes 25, 27, 29, 31, with x-ray radiation 32 being emitted into the target interior and thus also into the receiving space 3 at the electron beam impingement point 23. The
Röntgenstrahlung 32 durchstrahlt den Aufnahmeraum 3 und das darin X-ray radiation 32 radiates through the receiving space 3 and in it
aufgenommene Untersuchungsobjekt 5, wobei die Röntgenstrahlung 32 geschwächt wird. Anschließend durchstrahlt die durch das Untersuchungsobjekt 5 recorded examination object 5, wherein the X-ray radiation 32 is weakened. Subsequently, the radiation passes through the examination object 5
hindurchgetretene Röntgenstrahlung 32 den dem Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 gegenüberliegenden Abschnitt des für die Röntgenstrahlung durchlässigen Targets 13. X-ray 32 has passed through the portion of the X-ray transmissive target 13, opposite the electron-beam impingement point 23.
Anschließend trifft die Röntgenstrahlung 32 nacheinander auf die Blende 45 und den Detektorbogen 43. Bevor die Röntgenstrahlung 32 auf den Detektorbogen 43 trifft, wird sie von der Blende 45 räumlich auf die Ausdehnung der Durchtrittsöffnungen 47 entlang der z-Richtung begrenzt. Subsequently, the X-ray radiation 32 impinges successively on the diaphragm 45 and the detector arc 43. Before the X-ray radiation 32 strikes the detector arc 43, it is spatially limited by the diaphragm 45 to the extent of the passage openings 47 along the z-direction.
Die auf dem Detektorbogen 43 auftreffende Röntgenstrahlung 32 trifft auf die The incident on the detector sheet 43 X-ray radiation 32 is incident on the
Konversionselemente 37 der Röntgendetektoren 35 und wird von diesen in Conversion elements 37 of the X-ray detectors 35 and is of these in
Szintillationslicht umgewandelt. Das Szintillationslicht wird von den Szintillationslicht- Detektoren 39 erfasst und in ein Detektorsignal umgewandelt. Scintillation light converted. The scintillation light is detected by the scintillation light detectors 39 and converted into a detector signal.
Die Steuervorrichtung 21 ist zum Ansteuern der Ablenkvorrichtung 11 anhand von Steuerungsdaten eingerichtet, wobei die Steuerungsdaten den zeitlichen Verlauf der Ablenkung des Elektronenstrahls 9 durch die Ablenkvorrichtung 11 und somit auch den zeitlichen Verlauf der Auftreffposition 23 des Elektronenstrahls auf dem Target 13 definieren. Die Steuerungsdaten definieren somit insbesondere, in welcher der Ebenen 25, 27, 29, 31 sich der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 zu einer The control device 21 is designed to control the deflection device 11 on the basis of control data, the control data defining the time profile of the deflection of the electron beam 9 by the deflection device 11 and thus also the time profile of the impact position 23 of the electron beam on the target 13. The control data thus define, in particular, in which of the planes 25, 27, 29, 31 the electron beam impingement point 23 becomes one
vorgegebenen Zeit befindet. Als Beispiel können die Steuerungsdaten eine predetermined time is. As an example, the control data may be a
Zielkoordinatenfunktion z(t) beinhalten, welche die mittels der Ablenkvorrichtung 11 angesteuerte Koordinate z des Elektronenstrahl-Auftreffpunktes 23 als Funktion der Zeit t beschreibt. Target coordinate function z (t) include, which describes the controlled by the deflection device 11 coordinate z of the electron beam impact point 23 as a function of time t.
Die Tomographievorrichtung 1 ist derart ausgebildet, dass von ihr jedes der von den
Röntgendetektoren 35 generierten Detektorsignale basierend auf den Steuerungsdaten derjenigen der Ebenen 25, 27, 29, 31 zugeordnet wird, in der sich der Auftreffpunkt 23 des Elektronenstrahls 9 während der Erzeugung des jeweiligen Detektorsignals befindet. Als Beispiel kann vorliegend diejenige der Ebenen 25, 27, 29, 31 , in der sich der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 zu einer vorgegebenen Zeit t befindet, anhand der Umkehrfunktion der Zielkoordinatenfunktion z(t) ermittelt werden (diese Umkehrfunktion ordnet jeder Zeit t die zu dieser Zeit vorliegende Koordinate z der Elektronenstrahl-Auftreffposition 23 zu, und somit auch die zu dieser Zeit von dem Elektronenstrahl 9 angesteuerte Bahnebene). The tomography device 1 is formed such that each of them of the X-ray detectors 35 generated detector signals based on the control data of those of the levels 25, 27, 29, 31 is assigned, in which the impact point 23 of the electron beam 9 during the generation of the respective detector signal is located. As an example, in the present case, that of the planes 25, 27, 29, 31 in which the electron beam impingement point 23 is at a given time t can be determined from the inverse function of the target coordinate function z (t) (this inverse function assigns each time t) This time present coordinate z of the electron beam Aufnreffposition 23, and thus also at this time of the electron beam 9 driven web plane).
Die Tomographievorrichtung 1 kann z.B. eine Auswertevorrichtung aufweisen, die mit der Detektorvorrichtung 33 verbunden ist und derart ausgebildet ist, dass von ihr jedes der von den Röntgendetektoren 35 generierten Detektorsignale basierend auf den Steuerungsdaten derjenigen der Ebenen 25, 27, 29, 31 zugeordnet wird, in der sich der Auftreffpunkt 23 des Elektronenstrahls 9 zur Zeit der Erzeugung des jeweiligen Detektorsignals befand bzw. befindet. Die Auswertevorrichtung kann z.B. integral mit der Steuervorrichtung 21 ausgebildet sein. The tomography device 1 may be e.g. an evaluation device, which is connected to the detector device 33 and is designed such that from each of the generated by the X-ray detectors 35 detector signals based on the control data of those of the levels 25, 27, 29, 31 is assigned, in which the impact point 23 of the electron beam 9 at the time of generation of the respective detector signal. The evaluation device may e.g. be integrally formed with the control device 21.
Der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 wandert nacheinander entlang der The electron beam impact point 23 travels along the
Kreisbahnen in den Ebenen 25, 27, 29, 31 , wobei Röntgenstrahlung entsteht, mittels derer das Untersuchungsobjekt 5 durchstrahlt wird. Für jede der Ebenen 25, 27, 29, 31 wird von der Tomographievomchtung 1 mittels des Rontgendetektorbogens 43 ein Datensatz von Durchstrahlungsprojektionen des Untersuchungsobjekts 5 bei unterschiedlichen Durchstrahlrichtungen bzw. aus unterschiedlichen Circular paths in the planes 25, 27, 29, 31, wherein X-radiation is formed, by means of which the examination object 5 is irradiated. For each of the planes 25, 27, 29, 31, tomography apparatus 1 uses the X-ray detector arc 43 to generate a data set of transmission projections of the examination object 5 at different transmission directions or from different ones
Projektionswinkeln aufgenommen. Die den unterschiedlichen Ebenen 25, 27, 29, 31 zugeordneten Projektionsdatensätze ermöglichen eine dreidimensionale Abbildung der inneren Struktur des Untersuchungsobjekts 5. Projection angles recorded. The projection data sets assigned to the different planes 25, 27, 29, 31 enable a three-dimensional image of the internal structure of the examination object 5.
Figur 3 veranschaulicht eine Tomographievorrichtung 1 ' gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Tomographievorrichtung 1 ' weist keine Blende auf und unterscheidet sich zudem in der Ausbildung und Anordnung des Targets 13 und der Röntgendetektoren 35 von der Tomographievorrichtung 1 nach den Figuren 1 und 2. Ansonsten entsprechen der Aufbau und die Funktionsweise der
Tomograph ievorrichtung V nach Figur 3 denjenigen der Tomographievorrichtung 1 nach den Figuren 1 und 2, sodass diesbezüglich auf die Erläuterungen mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 verwiesen wird . Die Tomographievorrichtung 1 ' weist ein Hohlkörper-Target 13 mit einer bezüglich einer Symmetrieachse 17 rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche 15 auf, wobei die innere Mantelfläche 15 kegelförmig bzw. konusformig ist und der Form der äußeren Mantelfläche eines geraden Kreiskegels oder Kreiskegelstumpfes FIG. 3 illustrates a tomography device 1 'according to a further embodiment. The tomography device 1 'has no aperture and also differs in the design and arrangement of the target 13 and the X-ray detectors 35 of the tomography device 1 according to Figures 1 and 2. Otherwise correspond to the structure and operation of the Tomograph ievorrichtung V of Figure 3 to those of the tomography device 1 according to Figures 1 and 2, so reference is made in this regard to the explanations with reference to Figures 1 and 2. The tomography apparatus 1 'has a hollow body target 13 with an inner circumferential surface 15 rotationally symmetrical with respect to an axis of symmetry 17, the inner lateral surface 15 being conical or conical and the shape of the outer lateral surface of a straight circular cone or circular truncated cone
entspricht. Die Symmetrieachse 17 verläuft parallel zu der z-Achse des in den Figuren dargestellten xyz-Koordinatensystems. Im Unterschied zu der equivalent. The symmetry axis 17 runs parallel to the z-axis of the xyz coordinate system shown in the figures. Unlike the
Tomographievorrichtung 1 gemäß Figur 1 muss das Target 13 der Tomography device 1 according to Figure 1, the target 13 of the
Tomographievorrichtung V gemäß Figur 3 nicht für die Röntgenstrahlung 32 durchlässig ausgebildet sein. Bei der Tomographievorrichtung 1 ' ist analog zu der Tomographievorrichtung 1 die Steuervorrichtung 21 zum Ansteuern der Ablenkvorrichtung 11 mittels Tomography device V according to Figure 3 is not designed to be transparent to the X-ray radiation 32. In the tomography device 1 ', analogously to the tomography device 1, the control device 21 for driving the deflection device 11 by means of
entsprechender Steuerungsdaten derart ausgebildet, dass der Elektronenstrahl 9 an einem Auftreffpunkt 23 auf der inneren Mantelfläche 15 des Targets 13 auftrifft und der Auftreffpunkt 23 nacheinander entlang mehrerer Kreisbahnen geführt wird, die auf der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche 15 verlaufen. Jede der corresponding control data is formed such that the electron beam 9 impinges on an impingement point 23 on the inner circumferential surface 15 of the target 13 and the impact point 23 is guided successively along a plurality of circular paths which extend on the rotationally symmetrical inner lateral surface 15. Each of the
Kreisbahnen liegt in einer anderen, senkrecht zur z-Richtung (und somit auch senkrecht zur Symmetrieachse 17) verlaufenden Ebene. Alle diese Ebenen 25, 27, 29, 31 weisen die z-Richtung als gemeinsame Normalenrichtung auf und sind entlang dieser Normalenrichtung jeweils in einem Abstand zueinander angeordnet. An dem Auftreffpunkt 23 des Elektronenstrahls 9 auf dem Target 13 entsteht Circular paths lie in another, perpendicular to the z-direction (and thus also perpendicular to the axis of symmetry 17) extending plane. All these levels 25, 27, 29, 31 have the z-direction as a common normal direction and are arranged along this normal direction in each case at a distance from each other. At the impact point 23 of the electron beam 9 on the target 13 is formed
Röntgenstrahlung 32, die von dem Auftreffpunkt 23 aus in den Target-Innenraum hinein emittiert wird. X-ray radiation 32 which is emitted from the impact point 23 into the target interior.
Die Tomographievorrichtung 1 ' weist eine Detektorvorrichtung 33 mit mehreren Röntgendetektoren 35 auf. Jeder der Röntgendetektoren 35 weist ein The tomography device 1 'has a detector device 33 with a plurality of X-ray detectors 35. Each of the X-ray detectors 35 has one
Detektorelement 37 auf (auch als Konversionselement 37 bezeichnet), das sich entlang der Normalenrichtung der Bahnebenen 25, 27, 29, 31 über alle diese Detector element 37 (also referred to as conversion element 37) extending along the normal direction of the web planes 25, 27, 29, 31 over all these
Bahnebenen hinweg erstreckt. Die Röntgendetektoren 35 der
Tomograph ievorrichtung V sind derart ausgebildet, dass das Detektorelement 37 jedes der Röntgendetektoren 35 entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung (z- Richtung) abwechselnd Abschnitte 53 mit Szintillatormaterial und Abschnitte 55 ohne Szintillatormaterial aufweist. Die Abschnitte 53 mit Szintillatormaterial werden auch als Szintillationsabschnitte 53 bezeichnet. Die Abschnitte 55 ohne Szintillatormaterial werden auch als Passivabschnitte 55 bezeichnet. In Figur 3 sind die Bahnenbenen extends across. The X-ray detectors 35 of the Tomograph ievorrichtung V are formed such that the detector element 37 of each of the X-ray detectors 35 along the web plane normal direction (z-direction) alternately sections 53 with scintillator and sections 55 without scintillator material. The portions 53 of scintillator material are also referred to as scintillation portions 53. The sections 55 without scintillator material are also referred to as passive sections 55. In FIG. 3, the
Szintillationsabschnitte 53 mit einer anderen Schraffur dargestellt als die Scintillation sections 53 shown with a different hatching than the
Passivabschnitte 55. Die Szintillationsabschnitte 53 können z.B. vollständig aus Szintillatormaterial bestehen oder eine Außenbeschichtung aus Szintillatormaterial aufweisen. Jedes Detektorelement 37 weist auf Höhe jeder der Bahnebenen 25, 27, 29, 31 einen Passivabschnitt 55 und auf Höhe zwischen den Bahnebenen jeweils einen Szintillationsabschnitt 55 auf. Die Detektorelemente 37 sind zudem derart ausgebildet, dass jeder Passivabschnitt 55 entlang der Bahnebenen- Normalenrichtung beidseitig von einem Szintillationsabschnitt 53 begrenzt ist. Passive sections 55. The scintillation sections 53 may be e.g. completely made of scintillator material or having an outer coating of scintillator material. Each detector element 37 has a passive section 55 at the level of each of the track planes 25, 27, 29, 31, and a scintillation section 55 at the level between the track planes. The detector elements 37 are also designed such that each passive section 55 along the Bahnebenen- normal direction is bounded on both sides by a Szintillationsabschnitt 53.
Des Weiteren weist jeder der Röntgendetektoren 35 einen Szintillationslicht-Detektor 39 auf, der zum Erfassen des Szintillationslichts und Erzeugen eines Detektorsignals basierend auf dem erfassten Szintillationslicht ausgebildet ist. Analog zu Figur 1 ist bei der Ausführung nach Figur 3 jedes der Detektorelemente 37 stabförmig ausgebildet und mit seiner Längsrichtung entlang der Normalenrichtung der Bahnebenen 25, 27, 29, 31 (also entlang der z-Richtung) verlaufend angeordnet. Der Szintillationslicht-Detektor 39 jedes Rontgendetektors 35 ist an einem der beiden Längsenden des zugehörigen Detektorelements 37 angeordnet, als Beispiel an der dem Elektronenstrahl 9 abgewandten Stirnfläche des Detektorelements 37. Auch gemäß der Ausführung nach Figur 3 weist jedes der Detektorelemente 37 an seiner Außenfläche eine Verspiegelung 41 zum Reflektieren des Szintillationslichts auf, wobei die Verspiegelung 41 die Außenfläche des Detektorelements 37 bis auf einen als Austrittsfenster für das Szintillationslicht fungierenden Abschnitt bedeckt. Furthermore, each of the X-ray detectors 35 has a scintillation light detector 39 configured to detect the scintillation light and generate a detection signal based on the detected scintillation light. Analogous to Figure 1, in the embodiment of Figure 3, each of the detector elements 37 is rod-shaped and arranged with its longitudinal direction along the normal direction of the web planes 25, 27, 29, 31 (ie, along the z-direction) running. The scintillation light detector 39 of each X-ray detector 35 is arranged on one of the two longitudinal ends of the associated detector element 37, as an example on the end face of the detector element 37 facing away from the electron beam 9. Also according to the embodiment of FIG. 3, each of the detector elements 37 has a mirror coating on its outer surface 41 for reflecting the scintillation light, wherein the reflective coating 41 covers the outer surface of the detector element 37 except for a section acting as an exit window for the scintillation light.
Vorliegend bedeckt die Verspiegelung 41 jedes Dektektorelements 37 dessenIn the present case, the reflective coating 41 of each detector element element 37 covers it
Außenfläche bis auf die dem Elektronenstrahl 9 abgewandte Stirnfläche, an welcher der Szintillationslicht-Detektor 39 angeordnet ist.
Bei der Ausführung nach Figur 3 sind die Röntgendetektoren 35 unter Ausbildung eines vollkreisförmigen Detektorbogens 43 entlang einer Kreislinie aneinandergereiht angeordnet, wobei der Detektorbogen 43 innerhalb des Targets 13 konzentrisch zu der Symmetrieachse 17 angeordnet ist. Der Detektorbogen 43 ist somit innerhalb des von der inneren Mantelfläche 15 definierten Target-Innenraums konzentrisch zu der inneren Mantelfläche 15 angeordnet. Der Aufnahmeraum 3 der Outer surface except for the electron beam 9 facing away from the end face on which the scintillation light detector 39 is arranged. In the embodiment according to FIG. 3, the x-ray detectors 35 are arranged in a row along a circular line, forming a fully circular detector arc 43, the detector arc 43 being arranged inside the target 13 concentrically with the axis of symmetry 17. The detector arc 43 is thus arranged concentrically with the inner lateral surface 15 within the target inner space defined by the inner lateral surface 15. The recording room 3 of the
Tomographievorrichtung V ist innerhalb des von dem Detektorbogen 43 definierten Innenraums angeordnet. Der Elektronenstrahl 9 trifft jeweils in einer der Ebenen 25, 27, 29, 31 auf das Target 13, wobei an dem Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 Röntgenstrahlung 32 in den Target-Innenraum hinein emittiert wird. Vor dem Erreichen des Aufnahmeraumes 3 (und des darin aufgenommenen Untersuchungsobjekts 5) durchläuft die Tomography device V is disposed within the interior defined by the detector sheet 43. The electron beam 9 strikes the target 13 in each case in one of the planes 25, 27, 29, 31, with x-ray radiation 32 being emitted into the target interior space at the electron beam impingement point 23. Before reaching the receiving space 3 (and the object to be examined 5) received therein passes through the
Röntgenstrahlung 32 den Detektorbogen 43, wobei die Röntgenstrahlung 32 innerhalb einer Bahnebene 25, 27, 29, 31 von den auf Höhe dieser Bahnebene angeordneten Passivabschnitten 55 der Detektorelemente 37 im Wesentlichen ungeschwächt hindurchgelassen wird, jedoch von den beidseitig daran X-ray radiation 32, the detector sheet 43, wherein the X-ray radiation 32 within a web plane 25, 27, 29, 31 of the arranged at the level of this orbital plane passive sections 55 of the detector elements 37 is transmitted substantially unattenuated, but of the two sides of it
angrenzenden Szintillationsabschnitten 53 stark geschwächt wird, wodurch die Röntgenstrahlung 32 vor Erreichen des Untersuchungsobjekts 5 räumlich begrenzt wird. Anschließend durchstrahlt die derart räumlich eingegrenzte Röntgenstrahlung 32 das Untersuchungsobjekt 5 und die von dem Untersuchungsobjekt geschwächte Strahlung trifft nochmals auf den Detektorbogen 43, wobei sie von den diesseitigen Röntgendetektoren 35 erfasst wird. Mittels der erfassenden Detektorelemente 37 wird die erfasste Röntgenstrahlung räumlich auf die Ausdehnung der adjacent scintillation sections 53 is greatly weakened, whereby the X-ray radiation 32 is spatially limited before reaching the examination object 5. Subsequently, the thus spatially limited X-ray radiation 32 irradiates the examination subject 5 and the radiation, which is weakened by the examination subject, strikes again the detector arc 43, being detected by the X-ray detectors 35 on this side. By means of the detecting detector elements 37, the detected x-ray radiation is spatially focused on the extent of the
Szintillationsabschnitte 53 entlang der Bahnebenen-Normalenrichtung (z-Richtung) begrenzt. Gemäß dieser Ausgestaltung verläuft die zur Abbildung verwendete Scintillation sections 53 along the Bahnebenen-normal direction (z-direction) limited. According to this embodiment, the one used for imaging runs
Röntgenstrahlung 32 nicht exakt in der jeweiligen Bahnebene 25, 27, 29, 31 , sondern in einem (kleinen) Winkel dazu. Die Röntgenstrahlung 32 trifft auf die benachbart zu der jeweiligen Ebene angeordneten Szintillationsabschnitte 53 der Detektorelemente 37 und wird von diesen in Szintillationslicht umgewandelt. Das Szintillationslicht wird von den Szintillationslicht-Detektoren 39 erfasst und in ein Detektorsignal X-ray radiation 32 not exactly in the respective orbital plane 25, 27, 29, 31, but in a (small) angle thereto. The X-ray radiation 32 strikes the scintillation sections 53 of the detector elements 37 arranged adjacent to the respective plane and is converted by these into scintillation light. The scintillation light is detected by the scintillation light detectors 39 and into a detector signal
umgewandelt.
Auch bei der Ausführung gemäß Figur 3 ist die Steuervorrichtung 21 zum Ansteuern der Ablenkvorrichtung 11 anhand von Steuerungsdaten eingerichtet, wobei die Steuerungsdaten den zeitlichen Verlauf der Ablenkung des Elektronenstrahls 9 durch die Ablenkvorrichtung 11 und somit auch den zeitlichen Verlauf der Auftreffposition 23 des Elektronenstrahls auf dem Target 13 definieren. Die Steuerungsdaten definieren somit insbesondere, in welcher der Ebenen 25, 27, 29, 31 sich der Elektronenstrahl- Auftreffpunkt 23 zu einer vorgegebenen Zeit befindet. Als Beispiel können die transformed. Also in the embodiment according to FIG. 3, the control device 21 is set up to control the deflection device 11 on the basis of control data, the control data representing the time profile of the deflection of the electron beam 9 by the deflection device 11 and thus also the time course of the impact position 23 of the electron beam on the target 13 define. The control data thus define in particular in which of the planes 25, 27, 29, 31 the electron beam impingement point 23 is located at a predetermined time. As an example, the
Steuerungsdaten eine Zielkoordinatenfunktion z(t) beinhalten, welche die mittels der Ablenkvorrichtung 11 angesteuerte Koordinate z des Elektronenstrahl-Auftreffpunktes 23 als Funktion der Zeit t beschreibt. Control data include a target coordinate function z (t), which describes the controlled by the deflection device 11 coordinate z of the electron beam impact point 23 as a function of time t.
Die Tomographievorrichtung V ist (z.B. mittels der Steuervorrichtung 21 , die zugleich als Auswertevorrichtung fungieren kann) derart ausgebildet, dass von ihr jedes der von den Röntgendetektoren 35 generierten Detektorsignale basierend auf den Steuerungsdaten derjenigen der Ebenen 25, 27, 29, 31 zugeordnet wird, in der sich der Auftreffpunkt 23 des Elektronenstrahls 9 während der Erzeugung des jeweiligen Detektorsignals befindet. Als Beispiel kann vorliegend diejenige der Ebenen 25, 27, 29, 31 , in der sich der Elektronenstrahl-Auftreffpunkt 23 zu einer vorgegebenen Zeit t befindet, anhand der Umkehrfunktion der Zielkoordinatenfunktion z(t) ermittelt werden (diese Umkehrfunktion ordnet jeder Zeit t die zu dieser Zeit vorliegende Koordinate z der Elektronenstrahl-Auftreffposition 23 zu, und somit auf die zu dieser Zeit von dem Elektronenstrahl 9 angesteuerte Bahnebene). The tomography device V is designed (eg by means of the control device 21, which can also function as an evaluation device) such that each of the detector signals generated by the X-ray detectors 35 is assigned to those of the planes 25, 27, 29, 31 based on the control data which is the impact point 23 of the electron beam 9 during the generation of the respective detector signal. As an example, in the present case, that of the planes 25, 27, 29, 31 in which the electron beam impingement point 23 is at a given time t can be determined from the inverse function of the target coordinate function z (t) (this inverse function assigns each time t) this time present coordinate z of the electron beam impact position 23, and thus to the time at this time of the electron beam 9 driven web plane).
Für jede der Ebenen 25, 27, 29, 31 wird von der Tomographievorrichtung 1 ' mittels des Röntgendetektorbogens 43 ein Datensatz von Durchstrahlungsprojektionen des Untersuchungsobjekts 5 bei unterschiedlichen Durchstrahlrichtungen bzw. aus unterschiedlichen Projektionswinkeln aufgenommen. Die den unterschiedlichen Ebenen 25, 27, 29, 31 zugeordneten Projektionsdatensätze ermöglichen eine dreidimensionale Abbildung der inneren Struktur des Untersuchungsobjekts 5. For each of the levels 25, 27, 29, 31, a data set of transmission projections of the examination object 5 is acquired by the tomography device 1 'by means of the X-ray detector arc 43 at different transmission directions or from different projection angles. The projection data sets assigned to the different planes 25, 27, 29, 31 enable a three-dimensional image of the internal structure of the examination object 5.
Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 3 ist das Target ein Hohlraum- Target mit einer inneren Mantelfläche 15, die bezüglich der als Symmetrieachse fungierenden Innenachse 17 rotationssymmetrisch ist. Alternativ dazu kann bei
diesen Ausführungsformen anstelle des Hohlraum-Targets mit der rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche ein Hohlraum-Target mit einer um eine Innenachse 17 umlaufenden inneren Mantelfläche 15 derart vorgesehen sein, dass die innere Mantelfläche 15 die Form der Mantelfläche eines schiefen Kreiskegels oder schiefen Kreiskegelstumpfes aufweist, der sich z.B. in negativer z-Richtung verjüngt. Gemäß dieser Alternative definiert die innere Mantelfläche 15 des Targets einen schiefen Kreiskegel bzw. Kreiskegelstumpf mit einer kreisförmigen In the embodiments according to FIGS. 1 to 3, the target is a cavity target with an inner circumferential surface 15 which is rotationally symmetrical with respect to the inner axis 17 which acts as the axis of symmetry. Alternatively, at these embodiments, instead of the cavity target with the rotationally symmetrical inner lateral surface, a cavity target with an inner lateral surface 15 revolving around an inner axis 17 can be provided such that the inner lateral surface 15 has the shape of the lateral surface of an oblique circular cone or oblique circular truncated cone, eg tapered in negative z-direction. According to this alternative, the inner circumferential surface 15 of the target defines an oblique circular cone or circular truncated cone with a circular one
Kegelgrundfläche. Gemäß dieser alternativen Ausführung kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Hohlraum-Target derart angeordnet ist, dass die Cone base. According to this alternative embodiment, it can be provided, in particular, that the cavity target is arranged such that the
Kegelgrundfläche senkrecht zu der Innenachse 17 ist, sodass die Normalenrichtung der Kegelgrundfläche parallel zu der Innenachse 17 verläuft. Da die Bahnebenen- Normalenrichtung ebenfalls parallel zu der Innenachse 17 ist, sind in diesem Fall die Bahnebenen parallel zu der Kegelgrundfläche, wobei die von dem Elektronenstrahl- Auftreffpunkt durchlaufenen Brennfleckbahnen sich als Schnitte zwischen der schief kegeligen inneren Mantelfläche des Targets und den senkrecht zu der Cone base is perpendicular to the inner axis 17, so that the normal direction of the cone base surface is parallel to the inner axis 17. Since the Bahnebenen- normal direction is also parallel to the inner axis 17, in this case, the track planes are parallel to the cone base, wherein the traversed by the electron beam incidence Brennflckbahnen be as cuts between the obliquely conical inner surface of the target and perpendicular to the
Innenachse 17 verlaufenden Bahnebenen ergeben.
Inner axis 17 extending track planes arise.
Liste der verwendeten Bezugszeichen List of reference numbers used
1 , V Tomographievorrichtung 1, V Tomography device
3 Aufnahmeraunn zum Aufnehmen eines Untersuchungsobjekts 3 recording nests for recording an examination object
5 Untersuchungsobjekt 5 examination object
7 Mittel zum Erzeugen eines Elektronenstrahls 7 means for generating an electron beam
9 Elektronenstrahl 9 electron beam
11 Ablenkvorrichtung 11 deflection device
13 Target 13 target
15 Innenseite / innere Mantelfläche des Targets 15 inside / inner surface of the target
17 Innenachse / Symmetrieachse 17 inner axis / symmetry axis
19 Target-Trägerkörper 19 target carrier body
21 Steuervorrichtung 21 control device
23 Auftreffposition des Elektronenstrahls auf dem Target / Brennfleck 23 Impact position of the electron beam on the target / focal spot
24 Vakuumkammer 24 vacuum chamber
25, 27, 29, 31 Ebenen / Bahnebenen, in denen die Brennfleckbahnen verlaufen 25, 27, 29, 31 levels / track planes in which the focal lanes run
30 Bewegung des Elektronenstrahls 30 movement of the electron beam
32 Röntgenstrahlung 32 X-ray radiation
33 Detektorvorrichtung 33 detector device
35 Röntgendetektor / Einzeldetektor 35 x-ray detector / single detector
37 Detektorelement / Konversionselement 37 detector element / conversion element
39 Lichtdetektor / Szintillationslicht-Detektor 39 light detector / scintillation light detector
41 Verspiegelung 41 mirroring
43 Detektorbogen 43 detector arc
45 Blende 45 aperture
47 Durchtrittsöffnung der Blende 47 aperture of the aperture
49 Abschirmabschnitt der Blende 49 Shield section of the panel
51 Kreisbahn des Elektronenstahl-Auftreffpunktes 51 circular path of the electron beam impact point
53 Abschnitt mit Szintillatormaterial / Szintillationsabschnitt 53 Section with Scintillator Material / Scintillation Section
55 Abschnitt ohne Szintillatormaterial / Passivabschnitt
55 Section without Scintillator Material / Passive Section
Claims
1 . Tomographievorrichtung zur Elektronenstrahl-Röntgencomputertomographie zum Abbilden der inneren Struktur eines Untersuchungsobjektes (5), aufweisend: - Mittel (7) zum Erzeugen eines Elektronenstrahls (9), 1 . An electron beam x-ray computer tomography tomography device for imaging the internal structure of an examination subject (5), comprising: - means (7) for generating an electron beam (9),
eine Ablenkvorrichtung (11 ) zum Ablenken des Elektronenstrahls (9), a deflection device (11) for deflecting the electron beam (9),
ein Target (13) zum Abbremsen des Elektronenstrahls (9) unter Erzeugung von Röntgenstrahlung (32), a target (13) for decelerating the electron beam (9) to produce X-radiation (32),
eine Steuervorrichtung (21 ), die zur Steuerung der Ablenkvorrichtung (11 ) mittels Steuerungsdaten derart ausgebildet ist, dass der Elektronenstrahl (9) von der Steuervorrichtung (21 ) mittels der Ablenkvorrichtung (11 ) derart führbar ist, dass der Elektronenstrahl (9) an einem Auftreffpunkt (23) auf das Target auftrifft und der Auftreffpunkt nacheinander entlang mehrerer, in unterschiedlichen Ebenen (25, 27, 29, 31 ) verlaufender Bahnen geführt wird, wobei die Ebenen parallel zueinander sind und entlang einer gemeinsamen Normalenrichtung (z) in einem Abstand zueinander angeordnet sind, wobei an dem Auftreffpunkt (23) Röntgenstrahlung (32) zum a control device (21) which is designed to control the deflection device (11) by means of control data such that the electron beam (9) can be guided by the control device (21) by means of the deflection device (11) in such a way that the electron beam (9) is guided at one Impact point (23) impinges on the target and the impact point is guided successively along a plurality, in different planes (25, 27, 29, 31) extending tracks, wherein the planes are parallel to each other and along a common normal direction (z) at a distance to each other are arranged, wherein at the impact point (23) X-ray radiation (32) for
Durchstrahlen des Untersuchungsobjektes (5) entsteht, Radiography of the examination object (5) is created
eine Detektorvorrichtung (33) mit mehreren Einzeldetektoren (35) zum a detector device (33) with a plurality of individual detectors (35) for
Erfassen der Röntgenstrahlung (32), wobei jeder der Einzeldetektoren (35) ein Detektorelement (37) aufweist, das sich entlang der Normalenrichtung (z) über alle der Ebenen (25, 27, 29, 31 ) hinweg erstreckt und Szintillatormaterial aufweist, von dem bei darauf auftreffender Röntgenstrahlung (32) mittels Szintillation Detecting the x-ray radiation (32), each of the individual detectors (35) having a detector element (37) extending along the normal direction (z) across all the planes (25, 27, 29, 31) and having scintillator material, of which with incident X-radiation (32) by scintillation
Szintillationslicht erzeugt wird, und wobei jeder der Einzeldetektoren (35) einen einzigen Lichtdetektor (39) zum Erfassen des Szintillationslichts und Erzeugen eines Detektorsignals basierend auf dem erfassten Szintillationslicht aufweist, wobeiScintillation light is generated, and wherein each of the individual detectors (35) has a single light detector (39) for detecting the scintillation light and generating a detector signal based on the detected scintillation light, wherein
- die Tomographievorrichtung derart ausgebildet ist, dass von ihr jedes Detektorsignal basierend auf den Steuerungsdaten derjenigen der Ebenen (25, 27, 29, 31 ) zugeordnet wird, in der sich der Auftreffpunkt (23) des Elektronenstrahls (9) während der Erzeugung des Detektorsignals befindet. - The tomography device is designed such that from each of them detector signal based on the control data that of the planes (25, 27, 29, 31) is assigned, in which the point of incidence (23) of the electron beam (9) during the generation of the detector signal is located ,
2. Tomographievorrichtung nach Anspruch 1 , wobei das Detektorelement (37) jedes der Einzeldetektoren (35) an seiner Außenfläche eine Verspiegelung (41 ) zum Reflektieren des Szintillationslichts aufweist, wobei die Verspiegelung (41 ) die
Außenfläche des Detektorelements (37) bis auf einen als Austrittsfenster für das Szintillationslicht fungierenden Abschnitt abdeckt. 2. Tomography device according to claim 1, wherein the detector element (37) of each of the individual detectors (35) on its outer surface a reflective coating (41) for reflecting the scintillation light, wherein the mirror coating (41) Exterior surface of the detector element (37) covers except for acting as an exit window for scintillation light section.
3. Tomographievorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Target (13) ein Hohlkörper mit einer um eine Achse (17) umlaufenden inneren Mantelfläche (15) ist. 3. Tomography device according to claim 1 or 2, wherein the target (13) is a hollow body with an about an axis (17) encircling inner lateral surface (15).
4. Tomographievorrichtung nach Anspruch 3, wobei die innere Mantelfläche (15) des Targets (13) die Form der Mantelfläche eines schiefen Kreiskegels oder schiefen Kreiskegelstumpfes aufweist. 4. Tomography device according to claim 3, wherein the inner circumferential surface (15) of the target (13) has the shape of the lateral surface of an oblique circular cone or oblique circular truncated cone.
5. Tomographievorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Target (13) ein Hohlkörper mit einer bezüglich der Achse (17) rotationssymmetrischen inneren Mantelfläche (15) ist. 5. Tomography device according to claim 3, wherein the target (13) is a hollow body with respect to the axis (17) rotationally symmetrical inner lateral surface (15).
6. Tomographievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die 6. Tomography device according to one of claims 1 to 5, wherein the
Einzeldetektoren (35) unter Ausbildung eines Detektorbogens (43) entlang einer Kreislinie oder eines Kreislinienabschnitts aneinandergereiht angeordnet sind. Single detectors (35) are arranged to form a detector arc (43) along a circular line or a circular line section strung together.
7. Tomographievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend eine Blende (45) zum räumlichen Begrenzen der Röntgenstrahlung (32), wobei die7. A tomographic device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a diaphragm (45) for spatially limiting the X-radiation (32), wherein the
Blende (45) auf Höhe jeder der Ebenen (25, 27, 29, 31 ) eine oder mehrere Aperture (45) at the level of each of the levels (25, 27, 29, 31) one or more
Durchtrittsöffnungen (47) zum Hindurchtreten der Röntgenstrahlung (32) aufweist, und wobei die Blende (45) auf Höhe zwischen den Ebenen (25, 27, 29, 31 ) jeweils einen Abschirmabschnitt (49) zum Abschirmen der Röntgenstrahlung (32) aufweist. Through openings (47) for passing through the X-ray radiation (32), and wherein the diaphragm (45) at the level between the planes (25, 27, 29, 31) each having a shielding portion (49) for shielding the X-radiation (32).
8. Tomographievorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, sofern rückbezogen auf einen der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Blende (45) ringförmig ausgebildet ist und außerhalb des Targets (13) konzentrisch zu der Achse (17) angeordnet ist, und wobei der Detektorbogen (43) außerhalb der Blende (45) konzentrisch zu der Achse (17) angeordnet ist. 8. A tomography device according to claims 6 and 7, when dependent on any one of claims 3 to 5, wherein the diaphragm (45) is annular and outside of the target (13) concentric with the axis (17) is arranged, and wherein the detector arc (43) is arranged outside the diaphragm (45) concentric with the axis (17).
9. Tomographievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das 9. Tomography device according to one of claims 1 to 8, wherein the
Detektorelement (37) jedes der Einzeldetektoren (35) vollständig aus dem
Szintillatormaterial besteht. Detector element (37) of each of the individual detectors (35) completely out of the Scintillator material exists.
10. Tomographievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das 10. Tomography device according to one of claims 1 to 8, wherein the
Detektorelement (37) jedes der Einzeldetektoren (35) entlang der Normalenrichtung (z) der Ebenen (25, 27, 29, 31 ) abwechselnd Abschnitte (53) mit Szintillatormaterial und Abschnitte (55) ohne Szintillatormaterial aufweist. Detector element (37) of each of the individual detectors (35) along the normal direction (z) of the planes (25, 27, 29, 31) alternately sections (53) with Szintillatormaterial and sections (55) without Szintillatormaterial.
11 . Tomographievorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Detektorelement (37) jedes der Einzeldetektoren (35) auf Höhe jeder der Ebenen (25, 27, 29, 31 ) einen Abschnitt (55) ohne Szintillatormaterial aufweist und auf Höhe zwischen den Ebenen (25, 27, 29, 31 ) jeweils einen Abschnitt (53) mit Szintillatormaterial aufweist. 11. Tomographic device according to claim 10, wherein the detector element (37) of each of the individual detectors (35) at the level of each of the planes (25, 27, 29, 31) has a portion (55) without scintillator material and at the level between the planes (25, 27, 29, 31) each having a portion (53) with scintillator material.
12. Tomographievorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , sofern rückbezogen auf Anspruch 6 und einen der Ansprüche 3 bis 5, wobei die innere Mantelfläche (15) des Targets (13) einen Target-Innenraum definiert und der Detektorbogen (43) innerhalb des Target-Innenraums konzentrisch zu der Achse (17) angeordnet ist.
A tomography device according to claim 10 or 11, when dependent on claim 6 and any one of claims 3 to 5, wherein the inner surface (15) of the target (13) defines a target interior and the detector arc (43) within the target interior is arranged concentrically to the axis (17).
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