DE102009022264B3 - X-ray detector for use in computer tomography, has multiple detector modules fixed at detector housing in desired position in torque proof manner, where detector element is provided in each detector module - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Röntgendetektor, ein Detektormodul für einen Röntgendetektor sowie ein Verfahren zum Justieren eines Röntgendetektors.The The invention relates to an X-ray detector Detector module for an x-ray detector and a method for adjusting an X-ray detector.
Ein
Röntgendetektor
ist beispielsweise aus der
Die Kollimatoren bestehen aus Absorberelementen nach Art von Blechen, üblicherweise aus Wolframblechen, die auf einen Fokus der Röntgenquelle präzise ausgerichtet sind. Die Genauigkeit der Ausrichtung und Positionierung der Kollimatorbleche ist dabei entscheidend für die Bildqualität des Computertomographen, da ein Schattenwurf der Kollimatorbleche auf den Pixeln des Sensorarrays zu Bildartefakten führt. Die Ausrichtung der Kollimatoren erfolgt heutzutage über hochpräzis gefertigte Anlageflächen sowohl am Detektormodul als auch am Detektorgehäuse und ist mit einem sehr hohen konstruktiven Aufwand verbunden.The Collimators consist of absorber elements in the manner of sheets, usually made of tungsten sheets, which are precisely aligned to a focus of the X-ray source are. The accuracy of alignment and positioning of the collimator plates is decisive for the picture quality of the computer tomograph, as a shadow of collimator plates on the pixels of the sensor array leads to image artifacts. The Alignment of the collimators today takes place on high precision manufactured contact surfaces both on the detector module as well as on the detector housing and is with a very high constructional effort connected.
In
der
In
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vereinfachung der Justage der Detektormodule zu ermöglichen.Of the Invention is based on the object, a simplification of the adjustment to enable the detector modules.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Röntgendetektor umfassend mehrere in Umfangsrichtung an einem bogenförmigen Detektorgehäuse angeordnete Detektormodule, wobei jedes Detektormodul mindestens ein auf einem Modulträger befestigtes Detektorelement mit einem Sensorarray und einem Kollimator aufweist und wobei jedes Detektormodul zur Justage im Detektorgehäuse um eine Drehachse schwenkbar angeordnet ist und an einer gewünschten Position drehfest am Detektorgehäuse fixierbar ist.The The object is achieved by an x-ray detector comprising a plurality of circumferentially arranged on an arcuate detector housing Detector modules, each detector module at least one on one module carrier fixed detector element with a sensor array and a collimator and wherein each detector module for adjustment in the detector housing to a Rotary axis is pivotally mounted and at a desired Rotationally fixed to the detector housing can be fixed.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine deutliche Vereinfachung der Justage der einzelnen Detektormodule erfolgt, indem diese schwenkbar am Detektorgehäuse angeordnet sind, so dass sie bzw. ihre Kollimatoren durch die Schwenkbewegung genau auf den Fokus gerichtet und in dieser Position festgehalten werden. Ein derartiger Röntgendetektor zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus, da keine hochpräzisen Bauelemente erforderlich sind, um die Schwenkbewegung der Detektormodule zu ermöglichen. Die Detektormodule werden dabei an zwei im Wesentlichen gegenüberliegenden Verbindungspunkten zwischen einem oberen Teil und einem unteren Teil des Detektorgehäuses drehbar befestigt, wobei ihre Drehachse insbesondere durch das Detektormodul verläuft. Bei dieser Ausführungsvariante des Röntgendetektors können die einzelnen Detektormodule nach ihrer Montage bei Bedarf mehrmals nachjustiert werden.The Invention goes from consideration made that a significant simplification of the adjustment of each Detector modules takes place by these pivotally mounted on the detector housing are, so they or their collimators by the pivoting movement focused on the focus and held in that position become. Such an X-ray detector is characterized by a simple structure, since no high-precision components are required to the pivoting movement of the detector modules enable. The detector modules are at two substantially opposite Connecting points between an upper part and a lower one Part of the detector housing rotatably mounted, wherein its axis of rotation in particular by the detector module runs. In this embodiment of the X-ray detector, the individual detector modules after their assembly several times if necessary be readjusted.
Aus Symmetriegründen erstreckt sich die Drehachse bevorzugt mittig durch das Detektormodul, so dass die Einstellung eines gewünschten Winkels des Detektormoduls besonders einfach ist.Out symmetry the axis of rotation preferably extends centrally through the detector module, such that adjustment of a desired angle of the detector module is particularly easy.
Vorzugsweise verläuft die Drehachse im Bereich des Sensorarrays. Eine Anordnung der Drehachse im vorderen, der Röntgenquelle proximalen Bereich des Detektormoduls ist besonders vorteilhaft, da das Detektormodul ohnehin in diesem Bereich mit dem Detektorgehäuse verbunden ist. Diese Verbindung ist durch einfache konstruktive Veränderungen als eine drehbare Verbindung ausgestaltet.Preferably extends the axis of rotation in the area of the sensor array. An arrangement of the axis of rotation in the front, the X-ray source proximal region of the detector module is particularly advantageous since the detector module anyway connected in this area with the detector housing is. This connection is due to simple constructive changes designed as a rotatable connection.
Weiterhin von Vorteil ist, dass die Drehachse bevorzugt durch eine Sensorfläche des Sensorarrays verläuft, so dass der Grund der Kollimatoren in der Ebene der Drehachse liegt und kein radialer Versatz der Kollimatoren in Bezug auf die Drehachse vorliegt.Farther is advantageous that the axis of rotation preferably by a sensor surface of Sensor arrays runs, so that the bottom of the collimators lies in the plane of the axis of rotation and no radial offset of the collimators with respect to the axis of rotation is present.
Eine konstruktiv besonders einfache Realisierung der Schwenkbewegung des Detektormoduls relativ zum Detektorgehäuse ist gewährleistet, indem vorzugsweise am Modulträger und am Detektorgehäuse zueinander korrespondierende Drehgelenkelemente zur Ausbildung von Drehgelenken vorgesehen sind.A structurally particularly simple implementation of the pivotal movement of the detector module relative to the detector housing is ensured by preferably on the module carrier and the detector housing mutually corresponding hinges Lemente are provided for the formation of hinges.
Bevorzugt sind als Drehgelenkelemente Bohrungen und Gelenkbolzen, wie Stifte oder Schrauben, vorgesehen. Im Hinblick auf eine einfache und schnelle Montage des Detektormoduls am Detektorgehäuse wird zuerst das Detektormodul in die richtige Position gebracht. Anschließend wird zur Ausbildung eines der Drehgelenke von mindestens einer Seite insbesondere in Axialrichtung ein drehbarer Gelenkbolzen erst durch eine Bohrung am Detektorgehäuses und dann durch die korrespondierende Bohrung am Detektormodul geführt und befestigt. Zur Ausbildung der beiden Drehgelenke können hierbei die gleichen Drehgelenkelemente eingesetzt werden. Möglich ist jedoch auch, die Halterung des Detektormoduls im unteren und im oberen Bereich unterschiedlich zu realisieren.Prefers are as swivel elements bores and hinge pins, such as pins or screws provided. With a view to a simple and fast Mounting the detector module on the detector housing first becomes the detector module put in the right position. Subsequently, the formation of a the swivel joints of at least one side, in particular in the axial direction a rotatable hinge pin only through a hole in the detector housing and then passed through the corresponding hole on the detector module and attached. To form the two hinges can hereby the same pivot elements are used. Is possible but also, the holder of the detector module in the lower and in the Upper area to realize different.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Detektormodul an einer Seite über einen Stift und an der gegenüberliegenden Seite über eine Schraube am Detektorgehäuse befestigt ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Modulträger im Bereich seiner dem Kollimator abgewandten Seite drehfest am Detektorgehäuse fixierbar. Wenn durch die Schwenkbewegung die richtige Position des Detektormoduls bzw. der Kollimatorbleche in Bezug auf einen Fokus eingestellt ist, wird der Modulträger in dieser Position fixiert. Die Fixierung erfolgt im Bereich der dem Kollimator abgewandten Seite des Modulträgers, da dieser Bereich von einer Innenseite des Detektorgehäuses sehr leicht zu erreichen ist.To In a preferred embodiment, the detector module is on one side over a Pen and on the opposite Page over a screw on the detector housing is attached. According to another preferred embodiment, the module carrier in the region of the collimator side facing away from rotation fixed to the detector housing. If through the Swivel movement the correct position of the detector module or the Collimator plates is set in relation to a focus is the module carrier fixed in this position. The fixation takes place in the area of the collimator side facing away from the module carrier, since this range of an inside of the detector housing very easy to reach.
Vorteilhafterweise ist das Detektormodul mit Hilfe eines Einstellelements verschwenkbar. Durch das Einstellelement wird eine hochgenaue aktive Feinjustage ermöglicht. Beim Betätigen des Einstellelements wird das Detektormodul kontinuierlich verschwenkt und kann in jedem Punkt seiner Bahn fixiert werden kann.advantageously, the detector module is pivotable by means of an adjusting element. The adjustment element becomes a high-precision active fine adjustment allows. When pressed of the adjustment, the detector module is continuously pivoted and can be fixed at any point of its orbit.
Für eine einfache konstruktive Ausgestaltung ist das Einstellelement zweckdienlicherweise eine Exzenterschraube. Die Exzenterschraube liegt am Detektormodul an. Bei ihrer Drehung verschiebt sie das Detektormodul aufgrund ihrer Exzentrizität seitlich, so dass das Detektormodul um seine Drehachse gedreht wird. Durch die Exzenterschraube kann eine Feineinstellung des Drehwinkels des Detektorelements um wenige Grad oder einige Zehntel-Grad erfolgen.For a simple constructive design, the adjustment is expediently a Eccentric. The eccentric screw is applied to the detector module. As she rotates she shifts the detector module due to her Eccentricity laterally, so that the detector module is rotated about its axis of rotation. By the eccentric screw can be a fine adjustment of the rotation angle of the Detector element by a few degrees or a few tenths of a degree.
Zur Aufnahme des Einstellelements weist der Modulträger vorzugsweise ein Langloch auf und das Detektorgehäuse weist eine korrespondierende Gewindebohrung auf. Die Größe und Proportionen des Langlochs entsprechen im Wesentlichen denen des Kopfes der Exzenterschraube, so dass der Kopf im Langloch passt und gegen eine Wandung des Langlochs anschlägt. Am Detektorgehäuse ist dabei insbesondere eine Reihe von Gewindebohrungen vorgesehen, wobei jedem Detektormodul eine Gewindebohrung zugeordnet ist.to Receiving the setting element, the module carrier preferably has a slot on and the detector housing has a corresponding threaded hole. The size and proportions of the Long holes essentially correspond to those of the head of the eccentric screw, so that the head fits in the slot and against a wall of the slot strikes. At the detector housing in particular a series of threaded holes is provided, wherein each detector module is associated with a threaded hole.
Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch ein Detektormodul für einen solchen Röntgendetektor, umfassend mindestens ein auf einem Modulträger befestigtes Detektorelement mit einem Sensorarray und einem Kollimator, wobei der Modulträger Drehgelenkelemente zum Ausführen einer Schwenkbewegung und beabstandet hiervon eine Fixierstelle aufweist.The The object is further achieved according to the invention by a detector module for one such an X-ray detector, comprising at least one mounted on a module carrier detector element a sensor array and a collimator, wherein the module carrier pivotal elements to run a pivoting movement and spaced therefrom a fixing point having.
Bevorzugt sind als Drehgelenkelemente Bohrungen und/oder Gelenkbolzen wie Stifte und/oder Schrauben vorgesehen. Die Befestigung des Detektormoduls in der gewünschten Position erfolgt im Bereich der Fixierstelle, die vorzugsweise ein Langloch im Bereich der dem Kollimator abgewandten Seite des Detektormoduls ist.Prefers are as swivel elements bores and / or hinge pins like Pins and / or screws provided. The attachment of the detector module in the desired Position takes place in the region of the fixing point, preferably a slot in the region of the side facing away from the collimator of the detector module is.
Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Justieren eines Röntgendetektors umfassend mehrere in Umfangsrichtung an einem bogenförmigen Detektorgehäuse angeordnete Detektormodule, wobei jedes Detektormodul mindestens ein auf einem Modulträger befestigtes Detektorelement mit einem Sensorarray und einem Kollimator aufweist und wobei die Detektormodule schwenkbar um eine Drehachse am Detektorgehäuse befestigt sind und einzelne Detektormodule durch Schwenken in eine gewünschte Position gebracht und fixiert werden.The The object is further achieved by a method for Adjusting an x-ray detector comprising a plurality of circumferentially arranged on an arcuate detector housing Detector modules, each detector module at least one on one module carrier fixed detector element with a sensor array and a collimator and wherein the detector modules pivot about an axis of rotation at the detector housing are attached and individual detector modules by pivoting in one desired Position brought and fixed.
Nach einer bevorzugten Variante wird ein Probescan mit dem Röntgendetektor durchgeführt und ausgewertet und anhand der Auswertung werden bei Bedarf einzelne Detektormodule justiert.To A preferred variant is a test scan with the X-ray detector performed and evaluated and based on the evaluation, if necessary, individual Detector modules adjusted.
Zur Justage der Röntgendetektors wird als daher zunächst der Probescan durchgeführt, der Informationen darüber liefert, ob die Kollimatorbleche von jedem Detektormodul optimal zum Fokus orientiert sind. Falls einige Detektormodule nicht richtig justiert sind, werden sie einzeln nachjustiert, indem sie jeweils über ein Einstellelement, insbesondere eine Exzenterschraube, um die Drehachse geschwenkt und in der neuen Position drehfest fixiert werden. Um eine Aussage darüber machen zu können, in welcher Position genau sich die Kollimatorbleche beim Probescan befinden, wird vor dem Probescan bevorzugt ein Kalibriervorgang durchgeführt. Beim Kalibriervorgang werden für jedes Detektormodul Aufnahmen in mindestens zwei Stellungen des Detektorelements gewonnen, insbesondere in zwei Extremstellungen mit einer maximalen Abweichung von der gewünschten Position, wobei der Probescan mit den beiden Ka librieraufnahmen verglichen wird, um die aktuelle Position der Detektormodule zu ermitteln.For the adjustment of the X-ray detector, therefore, first of all the test scan is performed, which provides information about whether the collimator plates of each detector module are optimally oriented to the focus. If some detector modules are not properly adjusted, they are individually readjusted by each about an adjustment, in particular an eccentric screw, pivoted about the axis of rotation and fixed in rotation in the new position. In order to be able to make a statement as to which position exactly the collimator plates are in the test scan, a calibration process is preferably carried out before the test scan. During the calibration process, recordings in at least two positions of the detector element are obtained for each detector module, in particular in two extreme positions with a maximum deviation from the desired position, the sample scan is compared with the two Ka librieraufnahmen to determine the current position of the detector modules.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:One embodiment The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Herein show:
Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung.Same Reference numerals have the same meaning in the various figures.
In
Der
Röntgendetektor
Jedes
Detektormodul
Die
Ausrichtung der Detektormodule
Wie
aus
Das
Detektormodul
Nachdem
die einzelnen Detektorelemente
Durch
die Exzenterschraube
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